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详解MySQL幻读及如何消除

2021-03-29 12:54:22 来源:易采站长站 作者:

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详解MySQL幻读及如何消除

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这是一篇数据库隔离级别的科普文章,旨在了解数据库中著名的幻读现象,为了专注,对脏读、不可重复读不作讨论。

事务隔离级别

MySQL有四级事务隔离级别:

读未提交 READ-UNCOMMITTED: 存在脏读,不可重复读,幻读的问题
读已提交 READ-COMMITTED:不存在脏读,但存在不可重复读,幻读问题
可重复读 REPEATABLE-READ:不存在脏读,不可重复读问题,但存在幻读问题
序列化SERIALIZABLE:解决脏读,不可重复读,幻读问题,但完全串行执行,性能最低

什么是幻读

幻读错误的理解:说幻读是事务A 执行两次 select 操作得到不同的数据集,即 select 1 得到10条记录,select 2 得到11条记录。这其实并不是幻读,这是不可重复读的一种,只会在 R-U R-C 级别下出现,而在 mysql 默认的 RR 隔离级别是不会出现的。

这里给出我对幻读的理解:

幻读,并不是说事务中多次读取获取的结果集不同,幻读更重要的是某次的 select 操作得到的结果集所表征的数据状态无法支撑后续的业务操作。更为具体一些:select 记录不存在,准备插入此记录,但执行 insert 时发现此记录已存在,无法插入,如同产生了幻觉

举个例子可能会简化理解:

mysql> show create table user\G
*************************** 1. row ***************************
 Table: user
Create Table: CREATE TABLE `user` (
 `id` int(11) NOT NULL,
 `name` varchar(32) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8

分别开启两个事务T1 & T2,并设置其隔离级别为Reaptable-Read:

T1:

mysql> set global transaction isolation level repeatable read;      
​
mysql> begin;
mysql> select * from user;
mysql> insert into user values (1, 'jeff');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '1' for key 'PRIMARY'
​
mysql> select * from user;

T2:

mysql> set global transaction isolation level repeatable read;      
​
mysql> begin;
mysql> insert into user values (1, 'jeff');
mysql> commit;

T1 事务检测表中是否有 id 为 1 的记录,没有则插入

T2 插入干扰记录,造成T1出现幻读。

上例中需要确保T1事务执行begin后才开始执行事务T2。

上例中T1就发生了幻读,因为 T1读取的数据状态与后面的动作发生了语义上的冲突:查询的时候明明提示记录不存在,插入的时候去提示主键重复,类似于出现幻影,因而称之为幻读。

如何消除幻读

MySQL当前有两种方式可以消除幻读:

1. 通过对select操作手动加行X锁(SELECT ... FOR UPDATE )。原因是InnoDB中行锁锁定的
是索引,纵然当前记录不存在,当前事务也会获得一把记录锁(记录存在就加行X锁,不
存在就加next-key lock间隙X锁),这样其他事务则无法插入此索引的记录,杜绝幻
读。
2. 进一步提升隔离级别为SERIALIZABLE
测试一下效果

mysql> begin;
​
mysql> select * from user where id = 2 for update;
mysql> insert into user values (2, 'tony');

mysql> commit;

T2:

mysql> begin;
​
mysql> insert into user values (2, 'jimmy');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '2' for key 'PRIMARY'

现在T1查询时携带了for update,在Innodb内会对该索引加锁(即使当前不存在),于是事务T2的insert会被阻塞直到T1显示提交,这样T1成功了,对于T1来说,幻读确实被消除了,但T2的插入会报主键重复,这也符合预期。

至于另外一种提升隔离级别消除幻读的方式感兴趣的可以自己尝试,这里不再重复,其本质是类似的,只是让系统代替了手工加锁。

总结

RR作为 mysql 事务默认隔离级别,是事务安全与性能的折中,正确认识幻读后,开发者便可以根据需求自行决定是否需要防止幻读。

SERIALIZABLE则是悲观的认为幻读时刻都会发生,故会自动的隐式的对事务所需资源加排它锁,其他事务访问此资源会被阻塞等待,故事务是安全的,但需要认真考虑性能。

InnoDB的锁是针对索引,这点需要引起注意。对行记录加锁,如果存在,加X锁,否则会加 next-key lock / gap 锁 / 间隙锁,故InnoDB可以实现事务对某记录的预先占用,只要本事务还在,其他事务就别想占有它。关于锁,后面还会再有专门的文章讨论。

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