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本文出處：http://www.cnblogs.com/wy123/p/7501261.html?
（保留出處并非什么原創(chuàng)作品權(quán)利，本人拙作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到，僅僅是為了鏈接到原文，因?yàn)楹罄m(xù)對(duì)可能存在的一些錯(cuò)誤進(jìn)行修正或補(bǔ)充，無(wú)他）

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數(shù)據(jù)庫(kù)在處理并發(fā)事物的過(guò)程中，在不同的隔離級(jí)別下有不同的鎖表現(xiàn)，在非可序列化隔離級(jí)別下，存在著臟讀，不可重復(fù)讀，丟失更新，幻讀等情況。
本文不討論臟讀和不可重復(fù)讀以及丟失更新的情形，僅討論幻讀，幻讀是指在一個(gè)事物中，同一個(gè)條件，存在兩次讀到的數(shù)據(jù)行數(shù)不一致的情況。
最高隔離級(jí)別也即可序列化隔離級(jí)別消除了幻讀，幻讀的消除過(guò)程中會(huì)通過(guò)Range鎖（也即范圍鎖）來(lái)實(shí)現(xiàn)事物隔離的。
那么，Range鎖是如何產(chǎn)生的？產(chǎn)生Range鎖時(shí)，鎖定的范圍又是如何確定的？不同的索引產(chǎn)生的Range鎖范圍有什么區(qū)別？
本文將對(duì)此進(jìn)行一個(gè)粗淺的分析與推斷。

查閱了很多資料，尚未得到一個(gè)非常清晰的答案，原因在于：

1，沒(méi)有指明Range鎖的范圍，觀察鎖的時(shí)候看到Range鎖產(chǎn)生之后就收?qǐng)?#xff0c;并沒(méi)有分析Range鎖產(chǎn)生時(shí)，鎖定的具體范圍是什么，鎖定已存在的值沒(méi)問(wèn)題，是否鎖定未存在的值？
1，非唯一索引與唯一索引的情況下產(chǎn)生的范圍鎖，鎖定的范圍包不包括臨界值 ？
2，對(duì)于查詢表中不存在的key值（分兩種，一種是介于表中最大與最小Key之間，一種是位于最大或者最小key值之外），鎖定的范圍到底是怎么樣的？

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測(cè)試中發(fā)現(xiàn)一個(gè)有意思的問(wèn)題，對(duì)于唯一索引，當(dāng)鎖定目標(biāo)是一個(gè)表中已存在的Key值的時(shí)候，表面上產(chǎn)生的是一個(gè)key鎖，真的就僅僅鎖定了當(dāng)前的這一個(gè)Key（數(shù)據(jù)行）嗎？

同時(shí)，對(duì)于那個(gè)經(jīng)典的“并發(fā)情況下存在則更新，不存在的插入”的處理，其背后的原理，也可以用Range鎖來(lái)解釋。

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說(shuō)明一下本文測(cè)試的原則:
1，測(cè)試均在可序列化隔離級(jí)別下測(cè)試（set transaction isolation level serializable?）。
2，測(cè)試的原則是，Session1中采用排它鎖的方式加鎖，利用共享鎖與排它鎖不兼容的特點(diǎn)，Session2中采用共享鎖的方式來(lái)不斷探測(cè)Session1中產(chǎn)生的鎖的范圍。
3，測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)是SQL Server 2014

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1，測(cè)試環(huán)境構(gòu)建

　　1.1 ?新建測(cè)試表并寫(xiě)入數(shù)據(jù)

create table TestLock (Id int,Name varchar(100) )create clustered index idx_id on TestLock(id)insert into TestLock values (10,'aaa') insert into TestLock values (20,'bbb') insert into TestLock values (30,'ccc') insert into TestLock values (40,'ddd') insert into TestLock values (50,'eee')

1.2 測(cè)試表中的數(shù)據(jù)行存儲(chǔ)位置分析?

通過(guò)系統(tǒng)命令或者表查詢測(cè)試表的page信息

--查看數(shù)據(jù)頁(yè)信息 dbcc ind('Test','TestLock',-1) --或者查詢系統(tǒng)DMV select * from sys.dm_db_database_page_allocations(db_id('Test'),object_id('TestLock'),null,null,'detailed')

表TestLock的數(shù)據(jù)頁(yè)面為147

　　1.3 查詢147號(hào)頁(yè)面的數(shù)據(jù)行的KeyHashValue（可以認(rèn)為是數(shù)據(jù)行的唯一標(biāo)識(shí)）

DBCC TRACEON(3604) DBCC PAGE(Test,1,147,3)

?　　這里找到數(shù)據(jù)行對(duì)應(yīng)的KeyHashValue如下圖所示

　　整理出來(lái)的數(shù)據(jù)行Id與其對(duì)應(yīng)的KeyHashValue如下

10：241332e1ddb0
20：69c872e07e60
30：0bdec3f2b948
40：199f61d4d268
50：0878442f3a75

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2，Range鎖產(chǎn)生時(shí)，鎖定的范圍初步分析

　　2.1 Range鎖產(chǎn)生的場(chǎng)景分析

　　在可序列化隔離級(jí)別下，測(cè)試一個(gè)Range鎖產(chǎn)生的情況
　　如代碼中的備注所示，第一個(gè)Session中執(zhí)行如下查詢，暫不提交事物

　　

?　 ?第一個(gè)Session中執(zhí)行情況先保持（不提交也不回滾），另開(kāi)一個(gè)查詢窗口，也即第二個(gè)Session中查詢產(chǎn)生的Range鎖

　　

可以清楚地看到產(chǎn)生兩個(gè)Range鎖的resource_description分別是0bdec3f2b948和199f61d4d268
對(duì)照上面分析出來(lái)的數(shù)據(jù)行與KeyHashValue的關(guān)系，說(shuō)明這個(gè)兩個(gè)resource_description的值分別是30和40
最重要的問(wèn)題就在這里，Range鎖的resource_description是0bdec3f2b948和199f61d4d268，既然是RangeX-X，也就是范圍鎖，那么這兩個(gè)Range鎖定的范圍是多大？
這里先給出結(jié)論，當(dāng)在產(chǎn)生key類(lèi)型的Range鎖的時(shí)候，
以上述測(cè)試case為例，每一個(gè)Range鎖對(duì)應(yīng)的范圍如下（以下表格內(nèi)容都包括臨界值，臨界值跟索引是否唯一也有關(guān)，下文會(huì)有說(shuō)明）

　　

以上述測(cè)試為例，產(chǎn)生了兩個(gè)RangeX-X類(lèi)型的Key類(lèi)型鎖，分別是Id為30和40對(duì)應(yīng)的RangeX-X，那么鎖定的范圍就是20~40，
既然是一個(gè)范圍鎖，就跟表中是區(qū)間的數(shù)據(jù)是否存在無(wú)關(guān)。
上面的話怎么理解？
如何證明鎖定的范圍就是20~40，看以下測(cè)試：

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　　2.2查詢被鎖定區(qū)間的值，不管這個(gè)值是否已經(jīng)存在于表中，都是會(huì)被被阻塞的

　　Session2中以序列化隔離級(jí)別執(zhí)行如下代碼，
　　查詢Id = 35的Id值，雖然Id = 35是一個(gè)不存在的值，但是這個(gè)區(qū)間被鎖定了，按道理，查詢Id = 35的查詢是會(huì)被阻塞的。
　　測(cè)試正如所預(yù)料的，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)間被鎖定了（排它鎖），查詢這個(gè)區(qū)間的任何一個(gè)值都被阻塞，而不管查詢的Id值是否存在

　　

　　繼續(xù)測(cè)試，回滾Session2中的查詢，查詢一個(gè)下限范圍的Id，
　　同樣的道理，雖然Id = 25是一個(gè)不存在的值，但是這個(gè)區(qū)間被鎖定了，按道理，查詢Id = 25的查詢是會(huì)被阻塞的。
　　也是正如所預(yù)料的，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)間被鎖定了（排它鎖），查詢這個(gè)區(qū)間的任何一個(gè)值都被阻塞，而不管查詢的Id值是否存在

　　

　　

　　2.3查詢非鎖定區(qū)間的值，不管這個(gè)值是否已經(jīng)存在于表中，都是不會(huì)被被阻塞的

　　上面說(shuō)了，鎖定的范圍就是20~40，那么查詢一個(gè)非此區(qū)間的Id，是不會(huì)被鎖定的。
　　繼續(xù)測(cè)試，回滾Session2的查詢，查詢一個(gè)Id = 50的值，在非鎖定范圍之內(nèi)（也即非20~40這個(gè)區(qū)間的Id），是可以正常查詢的，也是預(yù)期的。

　　

　　繼續(xù)回滾Session2中的查詢，查詢一個(gè)小于20且存在的Id值，查詢成功

　　

　　繼續(xù)回滾Session2中的查詢，查詢一個(gè)小于20且不存在的Id值，這里使用Id = 15，查詢成功

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　　以上測(cè)試可以說(shuō)明，一個(gè)Key類(lèi)型的Range鎖，都對(duì)應(yīng)一個(gè)范圍，加鎖的時(shí)候鎖定的是一個(gè)范圍，對(duì)于鎖定范區(qū)間的值，不管是否存在，都是會(huì)被阻塞的，而不僅僅是鎖定已有數(shù)據(jù)行的作用。

　　

3，非唯一索引情況下，范圍鎖鎖定的范圍分析

　　 ?　那么，一個(gè)Key類(lèi)型的Range鎖究竟鎖定的范圍是多大？
　　 　這也是一個(gè)非常有意思的問(wèn)題，這里同樣先給出結(jié)論，分為以下幾種情況：

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　　　3.1 如果鎖定的目標(biāo)Id的值存在與表中，且大于表中的最大值，小于表中的最小值，那么鎖定的區(qū)間就是小于鎖定目標(biāo)的第一個(gè)最大值，大于鎖定目標(biāo)的第一個(gè)最小值這個(gè)區(qū)間。

　上述測(cè)試已經(jīng)說(shuō)明了這個(gè)鎖的區(qū)間
　比如上述測(cè)試鎖定的目標(biāo)值，在Session1中以xlock的方式鎖定Id =30，產(chǎn)生的范圍鎖，鎖定的范圍是下限值是20（小于30的最大值），上限值是40（大于30的最小值）
　文字說(shuō)起來(lái)有點(diǎn)繞，畫(huà)個(gè)圖看起來(lái)就直觀了，如下
　鎖定的目標(biāo)是30，因?yàn)樵阪i定30的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生范圍鎖，這個(gè)范圍鎖鎖定的區(qū)間是20~40

　　　

　　3.2 如果鎖定的目標(biāo)Id的值不存在與表中，且大于表中的最大值，小于表中的最小值，那么鎖定的區(qū)間就是小于鎖定目標(biāo)的第一個(gè)最大值，大于鎖定目標(biāo)的第一個(gè)最小值這個(gè)區(qū)間。

?　　重新開(kāi)始測(cè)試，Session1和Session2中都回滾之前的測(cè)試
　　在Session1中執(zhí)行一個(gè)Id = 35的查詢，這個(gè)查詢是添加了排它鎖的方式執(zhí)行的，這個(gè)Id是不存在的。

　　

　　在Session2中觀察產(chǎn)生的鎖，會(huì)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)resource_description是199f61d4d268的范圍鎖?。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

　　

　　KeyHashValue為199f61d4d268的Id是40，結(jié)合上述列表，40這個(gè)Id對(duì)應(yīng)的鎖的范圍是30~40

　　

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　　那么究竟鎖定的范圍是不是30~40，同樣可以在Session2中用共享鎖查詢的方式來(lái)探測(cè)Session1中鎖定的范圍
　　測(cè)試1，查詢Id = 31的值，被鎖定

　　

　　測(cè)試2，查詢Id=39的值，被鎖定

　　

　　測(cè)試3，查詢Id = 29得值，位于鎖定區(qū)間之外，查詢成功，盡管這是一個(gè)不存在的值，但是在鎖定區(qū)間之外，可以查詢成功。

　　測(cè)試4，查詢Id = 50的值，位于鎖定區(qū)間之外，查詢成功，這是一個(gè)存在的Id值

　　

　　當(dāng)鎖定的目標(biāo)在表中不存在的時(shí)候，且鎖定目標(biāo)大于表中已存在的最小Id值，小于最大Id值，
　　那么鎖定的區(qū)間就是小于鎖定目標(biāo)的第一個(gè)最大值，大于鎖定目標(biāo)的第一個(gè)最小值這個(gè)區(qū)間。
　　同理，當(dāng)產(chǎn)生范圍鎖的時(shí)候，鎖定的是一個(gè)區(qū)間，而不管這個(gè)區(qū)間是否存在值，或者存在多少個(gè)值。
　　同樣用一個(gè)圖來(lái)表示，看起來(lái)更直觀一點(diǎn)

　　

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　　3.3 如果鎖定的目標(biāo)Id的值不存在與表中，且大于表中的最大值 ，鎖定的范圍是一個(gè)表中最大值到無(wú)窮大的一個(gè)范圍

?　　重新開(kāi)始測(cè)試，Session1和Session2中都回滾之前的測(cè)試
　　在Session1中執(zhí)行一個(gè)Id = 60的查詢，這個(gè)查詢是添加了排它鎖的方式執(zhí)行的，這個(gè)Id是不存在的

?　　

　　在Session2中觀察產(chǎn)生的范圍鎖，這一次發(fā)現(xiàn)resource_description是一個(gè)(ffffffffffff)，可以認(rèn)為(ffffffffffff)這個(gè)KeyHashValue是一個(gè)無(wú)窮大的值

　　

　　那么問(wèn)題就來(lái)了，鎖定范圍的上限是一個(gè)無(wú)窮大的值，那么下限在哪里？
　　同樣，可以在Session2中采用共享鎖探測(cè)的方式來(lái)觀察Session1鎖定的范圍
　　測(cè)試1，在Session2中查詢Id = 70的值，Id = 70是大于表中的一個(gè)最大值，被鎖定（鎖定范圍上限為無(wú)窮大，同理更大值也能被鎖定）

　　

　　測(cè)試1，在Session2中查詢Id = 50的值，Id = 50是表中的一個(gè)最大值，被鎖定

　　

　　測(cè)試3，在Session2中查詢Id = 49的值，Id = 49是小于表中的一個(gè)最大值，未被鎖定，盡管這個(gè)值不存在

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　　測(cè)試4，在Session2中查詢Id = 40的值，Id = 40是小于表中的一個(gè)最大值且存在的值，未被鎖定

?　　

　　當(dāng)鎖定的目標(biāo)在表中不存在的時(shí)候，且鎖定目標(biāo)大于表中已存在的最大Id值，那么鎖定的區(qū)間就是從表中最大值開(kāi)始到無(wú)窮大的一個(gè)區(qū)間。
　　同樣用一個(gè)圖來(lái)表示，看起來(lái)更直觀一點(diǎn)

?　　

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4，關(guān)于索引是否唯一與鎖定期間臨界值的關(guān)系

　　?上文測(cè)試過(guò)程中，給出的Key與其對(duì)應(yīng)的范圍鎖的鎖定關(guān)系中如下，鎖定范圍是包含了臨界值的（雙閉區(qū)間），但是一直沒(méi)有刻意測(cè)試臨界值。

　　

　　沒(méi)有刻意測(cè)試臨界值是因?yàn)榕R界值是否被鎖定，是跟索引的唯一性有關(guān)，如果索引時(shí)非唯一的，對(duì)應(yīng)的范圍鎖在鎖定的時(shí)候就包含臨界值，如果索引唯一，情況是不一樣的。
　　下文中會(huì)有說(shuō)明。

　　對(duì)于唯一索引，分為以下幾種情況：

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?　　4.1 唯一索引情況下，鎖定目標(biāo)為已存在的Id值，且Id值大于表中的最小Id，小于表中的最大Id

　　在索引唯一的情況下，鎖定目標(biāo)是一個(gè)表中已存在的Id值，那么究竟是不是范圍鎖？
　　很多人認(rèn)為如果鎖定目標(biāo)是已存在的唯一索引，沒(méi)有產(chǎn)生Range鎖的時(shí)候就沒(méi)有“范圍鎖”的概念了，其實(shí)是不對(duì)的。
　　繼續(xù)測(cè)試，回滾Session1，Session2，刪除表中一開(kāi)始創(chuàng)建的非唯一索引，Id上創(chuàng)建成一個(gè)唯一的聚集索引。

　　

　　測(cè)試在觀察數(shù)據(jù)的索引頁(yè)，發(fā)生了變化（重建了聚集索引，數(shù)據(jù)頁(yè)發(fā)生了變化，想一想為什么？）

　　

　　用同樣的方式得到數(shù)據(jù)的KeyHashValue與數(shù)據(jù)行的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下

　　10：d08358b1108f
　　20：286fc18d83ea
　　30：8034b699f2c9
　　40：d8b6f3f4a521
　　50：f84b73ce9e8d

　　同理在Session1中查詢一個(gè)已存在的Id值，作為鎖定目標(biāo)

　　

　　在Session2中觀察產(chǎn)生的鎖，鎖定的行是很明顯是Id = 30的數(shù)據(jù)行，但是是一個(gè)X鎖，而非范圍鎖(RangeX-X)。

　　那么此時(shí)，僅僅是會(huì)鎖定當(dāng)前行嗎？

　　

?　 ? 測(cè)試1，在Session2中查詢一個(gè)小于輸定目標(biāo)（但是大于20,因?yàn)?0是小于鎖定目標(biāo)的已存在的最大值）的值，發(fā)現(xiàn)依舊是被鎖定，

? ? 　

　　測(cè)試2，再測(cè)一個(gè)Id =29的值，一樣是被鎖定的

　　

　　這里捎帶看一下Session2（Sess_id = 55）被Session1（Session_id = 54）的阻塞情況
　　這里的wait_type為L(zhǎng)CK_M_RS_S，LCK_M_RS_S是啥鎖？LCK_M_RS_S：等待獲取當(dāng)前鍵值上的共享鎖以及當(dāng)前鍵和上一個(gè)鍵之間的共享范圍鎖
　　依舊是是“當(dāng)前鍵和上一個(gè)鍵之間的共享范圍鎖”啊，依舊是范圍鎖啊，因此說(shuō)，鎖定已存在與表中的唯一索引的時(shí)候，雖然沒(méi)有變現(xiàn)出來(lái)范圍鎖（sys.dm_tran_locks），但是本質(zhì)上仍然是范圍鎖。

　　

　　測(cè)試3，測(cè)試一個(gè)小于鎖定目標(biāo)，且存在與表中的最大值（也就是20），發(fā)現(xiàn)未被鎖定（這就是唯一索引與非唯一索引在臨界值上的鎖定區(qū)別，如果是非唯一索引，這個(gè)20的臨界值將會(huì)被鎖定）

　　

　　測(cè)試4，測(cè)試一個(gè)大于鎖定區(qū)間的值，也即如下的Id = 31，查詢是成功的，即便是Id= 31不存在的。

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?　　從中可以發(fā)現(xiàn)，在唯一索引的情況下，

　　如果鎖定的目標(biāo)Id的值存在與表中，且大于表中的最大值，小于表中的最小值，那么鎖定的區(qū)間就是當(dāng)前值到小于鎖定目標(biāo)的第一個(gè)最大值

　　具實(shí)際例子來(lái)說(shuō)就是，鎖定目標(biāo)是30的情況下，鎖定的區(qū)間值是（20,30]

?　　

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?　　4.2 唯一索引情況下，鎖定目標(biāo)為不存在的Id值，且Id值大于表中的最小Id，小于表中的最大Id

　　這種情況就不一一截圖了，結(jié)論如同非唯一索引，比如鎖定目標(biāo)為Id = 35的情況下，鎖的范圍是(30,40],也即左開(kāi)（區(qū)間）右閉（區(qū)間）

　　

　　4.3 唯一索引情況下，鎖定目標(biāo)為不存在的Id值，且Id值大于表中的最大Id?

　　這種情況也就不一一截圖了，結(jié)論如同非唯一索引，比如鎖定目標(biāo)為Id = 60的情況下，鎖的范圍是(50,+∞),也即左開(kāi)（區(qū)間）

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5，關(guān)于查詢條件是一個(gè)區(qū)間值的情況

　　因?yàn)橹懒藛蝹€(gè)值查詢的鎖的區(qū)間，對(duì)于范圍查詢的情況，無(wú)非就是將查詢范圍進(jìn)行分解，分解出單個(gè)值鎖定的范圍，然后將這個(gè)區(qū)間進(jìn)行合并得到一個(gè)區(qū)間的并集。
　　有興趣的可以自行測(cè)試。

　　

6，關(guān)于查詢條件是一個(gè)非聚集索引的情況

　　上述都是以聚集索引為查詢條件進(jìn)行測(cè)試的，如果是非聚集索引情況雷同，只不過(guò)是多了非聚集索引一級(jí)的鎖，有時(shí)間再測(cè)試。

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總結(jié)：

　　序列化隔離級(jí)別下會(huì)阻止幻讀的產(chǎn)生，幻讀的產(chǎn)生是通過(guò)范圍鎖鎖定的是一個(gè)范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)的，
　　Range 鎖最主要的是鎖定一個(gè)范圍，鎖定的不僅僅是表中已有的數(shù)據(jù)，而是一個(gè)區(qū)間，而不管這個(gè)范圍之內(nèi)是否存在數(shù)據(jù)，
　　任何Session試圖操作被其他Session范圍鎖鎖定的數(shù)據(jù)，不管在表中是否存在，都將被阻塞，直到產(chǎn)生范圍鎖的Session事物提交。

　　此時(shí)也不難理解，對(duì)于那個(gè)最經(jīng)典的問(wèn)題：并發(fā)情況下，存在則更新，不存在則插入，不管采用什么寫(xiě)法，
　　比如并發(fā)插入，任何一個(gè)Session執(zhí)行之前，都先鎖定一個(gè)范圍，即便是這個(gè)值不存在，
　　等到相同的值進(jìn)來(lái)的時(shí)候，同樣需要鎖定一個(gè)范圍，那么此時(shí)是會(huì)被阻塞的，因此可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)存在則更新，不存在則插入的效果
　　了解了Range鎖的鎖定原理，也不會(huì)糾結(jié)不同寫(xiě)法的區(qū)別了，目的都是加Range鎖，鎖定范圍，防止并發(fā)情況下的幻讀出現(xiàn)。　

　　以上純屬個(gè)人測(cè)試和簡(jiǎn)單的推斷，難免存在錯(cuò)誤的地方，如有興趣，歡迎探討指正，謝謝。

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最后
　　其實(shí)樓主是看了MySQL的gap鎖、next-key鎖之后回頭來(lái)看SQL Server中的Range鎖的，
　　最終發(fā)現(xiàn)，除了一些細(xì)節(jié)，鎖的實(shí)現(xiàn)在套路上都是一樣的，比如對(duì)待幻讀的處理上，可謂是在“道”的層面上都是一個(gè)原則。
　　一個(gè)叫做Range范圍鎖，一個(gè)叫做gap鎖、next-key鎖，不同的表現(xiàn)形式只是“術(shù)”上的問(wèn)題罷了。
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?太累了，眼睛脖子都受不鳥(niǎo)了。

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參考資料，各種翻書(shū)，各種上網(wǎng)查。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浅析SQL Server在可序列化隔离级别下，防止幻读的范围锁的锁定问题的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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