MySQL的可重复读级别能解决幻读吗

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1063人浏览 · 2024-04-09 17:32:43

2401_84049001 · 2024-04-09 17:32:43 发布

事物特性

事务具有4个特性：原子性、一致性、隔离性、持久性。这四个属性通常称为 ACID 特性。

原子性（atomicity）：一个事务应该是一个不可分割的工作单位，事务中包括的操作要么都成功，要么都不成功。
一致性（consistency）：事务必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。一致性与原子性是密切相关的。
隔离性（isolation）：一个事务的执行不能被其他事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据在事物未提交前对并发的其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相影响。
持久性（durability）：一个事务一旦成功提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其有任何影响。

事物之间的几个特性并不是一组同等的概念：

如果在任何时刻都只有一个事物，那么其天然是具有隔离性的，这时只要保证原子性就能具有一致性。

如果存在并发的情况下，就需要保证原子性和隔离性才能保证一致性。

数据库并发事物中存在的问题

如果不考虑事务的隔离性，会发生以下几种问题：

脏读：脏读是指在一个事务处理过程里读取了另一个未提交的事务中的数据。当一个事务正在多次修改某个数据，而在这个事务中这多次的修改都还未提交，这时一个并发的事务来访问该数据，就会造成两个事务得到的数据不一致。
不可重复读：不可重复读是指在对于数据库中的某条数据，一个事务范围内多次查询返回不同的数据值(这里不同是指某一条或多条数据的内容前后不一致，但数据条数相同)，这是由于在查询间隔，该事物需要用到的数据被另一个事务修改并提交了。不可重复读和脏读的区别是，脏读是某一事务读取了另一个事务未提交的脏数据，而不可重复读则是读取了其他事务提交的数据。需要注意的是在某些情况下不可重复读并不是问题。
幻读：幻读是事务非独立执行时发生的一种现象。例如事务T1对一个表中所有的行的某个数据项做了从“1”修改为“2”的操作，这时事务T2又对这个表中插入了一行数据项，而这个数据项的数值还是为“1”并且提交给数据库。而操作事务T1的用户如果再查看刚刚修改的数据，会发现还有一行没有修改，其实这行是从事务T2中添加的，就好像产生幻觉一样，这就是发生了幻读。幻读和不可重复读都是读取了另一条已经提交的事务(这点就脏读不同)，所不同的是不可重复读可能发生在update,delete操作中，而幻读发生在insert操作中。

排他锁，共享锁

排它锁（Exclusive），又称为X 锁，写锁。

共享锁（Shared），又称为S 锁，读锁。

读写锁之间有以下的关系：

一个事务对数据对象O加了 S 锁，可以对 O进行读取操作，但是不能进行更新操作。加锁期间其它事务能对O 加 S 锁，但是不能加 X 锁。
一个事务对数据对象 O 加了 X 锁，就可以对 O 进行读取和更新。加锁期间其它事务不能对 O 加任何锁。

即读写锁之间的关系可以概括为：多读单写

事物的隔离级别

在事物中存在以下几种隔离级别：

读未提交(Read Uncommitted)：解决更新丢失问题。如果一个事务已经开始写操作，那么其他事务则不允许同时进行写操作，但允许其他事务读此行数据。该隔离级别可以通过“排他写锁”实现，即事物需要对某些数据进行修改必须对这些数据加 X 锁，读数据不需要加 S 锁。
读已提交(Read Committed)：解决了脏读问题。读取数据的事务允许其他事务继续访问该行数据，但是未提交的写事务将会禁止其他事务访问该行。这可以通过“瞬间共享读锁”和“排他写锁”实现，即事物需要对某些数据进行修改必须对这些数据加 X 锁，读数据时需要加上 S 锁，当数据读取完成后立刻释放 S 锁，不用等到事物结束。
可重复读取(Repeatable Read)：禁止不可重复读取和脏读取，但是有时可能出现幻读数据。读取数据的事务将会禁止写事务(但允许读事务)，写事务则禁止任何其他事务。Mysql默认使用该隔离级别。这可以通过“共享读锁”和“排他写锁”实现，即事物需要对某些数据进行修改必须对这些数据加 X 锁，读数据时需要加上 S 锁，当数据读取完成并不立刻释放 S 锁，而是等到事物结束后再释放。
串行化(Serializable)：解决了幻读的问题的。提供严格的事务隔离。它要求事务序列化执行，事务只能一个接着一个地执行，不能并发执行。仅仅通过“行级锁”是无法实现事务序列化的，必须通过其他机制保证新插入的数据不会被刚执行查询操作的事务访问到。

MySQL中的隔离级别的实现

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上面的内容解释了一些数据库理论的概念，但是在MySQL、ORACLE这样的数据库中，为了性能的考虑并不是完全按照上面介绍的理论来实现的。

MVCC

多版本并发控制(Multi-Version Concurrency Control, MVCC)是MySQL中基于乐观锁理论实现隔离级别的方式，用于实现读已提交和可重复读取隔离级别的实现。

实现(隔离级别为可重复读)

在说到如何实现前先引入两个概念：

系统版本号：一个递增的数字，每开始一个新的事务，系统版本号就会自动递增。

事务版本号：事务开始时的系统版本号。

在MySQL中，会在表中每一条数据后面添加两个字段：

创建版本号：创建一行数据时，将当前系统版本号作为创建版本号赋值

删除版本号：删除一行数据时，将当前系统版本号作为删除版本号赋值

SELECT

select时读取数据的规则为：创建版本号<=当前事务版本号，删除版本号为空或>当前事务版本号。

创建版本号<=当前事务版本号保证取出的数据不会有后启动的事物中创建的数据。这也是为什么在开始的示例中我们不会查出后来添加的数据的原因

删除版本号为空或>当前事务版本号保证了至少在该事物开启之前数据没有被删除，是应该被查出来的数据。

INSERT

insert时将当前的系统版本号赋值给创建版本号字段。

UPDATE

插入一条新纪录，保存当前事务版本号为行创建版本号，同时保存当前事务版本号到原来删除的行，实际上这里的更新是通过delete和insert实现的。

DELETE

删除时将当前的系统版本号赋值给删除版本号字段，标识该行数据在那一个事物中会被删除，即使实际上在位commit时该数据没有被删除。根据select的规则后开启懂数据也不会查询到该数据。

MVCC真的解决了幻读？

从最开始我们的测试示例和上面的理论支持来看貌似在MySQL中通过MVCC就解决了幻读的问题，那既然这样串行化读貌似就没啥意义了，带着疑问继续测试。

测试前数据：

MySQL的可重复读级别能解决幻读吗
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最后

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