一文深入探討MySQL是如何解決幻讀問題
前言
SQL標準中定義了4種隔離級別,分別是讀未提交、讀已提交、可重復讀以及序列化。不同的隔離級別下,可以解決不同的并發(fā)問題,如下圖所示。當然MySQL也基本遵循了這個標準,但是在實現(xiàn)上稍有不同。
本文重點探討下MySQL是如何解決幻讀問題的,首先串行化隔離級別鐵定是可以解決所有的并發(fā)問題,相當于每個事務按順序執(zhí)行,但是性能很差,不是本文重點討論對象。實際上MySQL默認的事務隔離級別是可重復讀,難道這種隔離級別下MySQL就不管幻讀問題了嗎?其實不是的,本文就帶大家一起看看MySQL在可重復讀隔離級別下是如何解決幻讀問題的。
什么是幻讀?
幻讀是指一個事務中按照某個條件先后兩次讀取數(shù)據(jù)庫,兩次讀取結果的條數(shù)不同,更加強調的是讀到了之前沒有讀到的數(shù)據(jù),這種現(xiàn)象稱為幻讀。
舉個例子:
- 事務A一開始只讀取到‘張三’的數(shù)據(jù)記錄。
- 然后另外一個事務B插入了‘趙六’的數(shù)據(jù)記錄。
- 事務A再次讀取,發(fā)現(xiàn)了‘張三’、‘趙六’兩條數(shù)據(jù),明明同一個事務,同樣的查詢條件,前后兩次讀取,多了一條記錄,相當于“幻影”,這種情況就是幻讀。
什么是普通讀和當前讀?
其實讀這個操作也有兩種情況,一種是普通讀,就像上面例子的那樣,還有一種就是當前讀。不同的讀模式,MySQL在可重復讀隔離級別下的實現(xiàn)方式也是不一樣的。
普通讀
普通讀又叫快照讀,也就是利用MVCC機制讀取快照中的數(shù)據(jù)。不加鎖的簡單的SELECT 都屬于快照讀,比如這樣:
SELECT * FROM user WHERE ...
- 快照讀是基于MVCC實現(xiàn)的,提高了并發(fā)的性能,降低開銷
- 大部分業(yè)務代碼中的讀取都屬于快照讀
當前讀
當前讀讀取的是記錄的最新版本,讀取時會對讀取的記錄進行加鎖, 其他事務就有可能阻塞。加鎖的 SELECT,或者對數(shù)據(jù)進行增刪改都會進行當前讀。比如:
SELECT * FROM user LOCK IN SHARE MODE; # 共享鎖 SELECT * FROM user FOR UPDATE; # 排他鎖 INSERT INTO user values ... # 排他鎖 DELETE FROM user WHERE ... # 排他鎖 UPDATE user SET ... # 排他鎖
update、delete、insert
語句雖然沒有select
, 但是它們也會先進行讀取,而且只能讀取最新版本。
那不同的讀模式下,MySQL分別是如何避免幻讀的呢?請接著往下看。
普通讀是如何避免幻讀的?
MySQL在可重復讀隔離級別下,是通過MVCC機制避免幻讀的。
MVCC機制,可以簡單理解成在事務啟動的時候對數(shù)據(jù)庫拍了個“快照”,它保留了那個時刻數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)狀態(tài),那么這個事務后續(xù)的讀取都可以從這個“快照”中獲取,哪怕其他事務新加了數(shù)據(jù),也不會影響到“快照”中的數(shù)據(jù),也就不會出現(xiàn)幻讀了。
- 事務A在啟動的時候創(chuàng)建了一個“快照”,查詢出結果“小紅,小藍”
- 后續(xù)事務B插入一條記錄“小飛”,提交
- 然后事務A再次同樣查詢條件查詢,它會使用“快照”讀取,所以還是“小紅,小藍”
小結: 針對快照讀(普通 select 語句),是通過 MVCC 方式解決了幻讀。
當前讀是如何避免幻讀的?
普通讀(快照讀)實際上讀取的是歷史版本中的數(shù)據(jù),但一直用這種方式讀取在某些場景下是有問題的。
假設你要 update
一個記錄,但是另一個事務已經(jīng) delete
這條記錄并且提交事務了,這樣不是會產(chǎn)生沖突嗎,所以 update
的時候肯定要知道最新的數(shù)據(jù)。也就是要做當前讀。
那么針對當前讀,MySQL在可重復讀隔離級別下是如何避免幻讀的呢?
也就是說不能讀取“快照”了,因為你要最新狀態(tài)的數(shù)據(jù),那么能不能在當前讀的時候,對這段區(qū)間都加上鎖,讓別的事
表中有一個范圍 id 為(3,5)間隙鎖,那么其他事務就無法插入 id = 4 這條記錄了,這樣就有效的防止幻讀現(xiàn)象的發(fā)生。
舉個例子:
- 事務A的
for_update
是屬于當前讀,它會對鎖定 id 范圍(2, +∞]
,相當于理解是間隙鎖。 - 事務B插入了
id=5
的數(shù)據(jù),(2, +∞]
范圍被鎖定了,所以無法插入,阻塞。 - 通過這種加鎖阻塞的方式,也可以避免幻讀。
小結: 針對當前讀(select ... for update 等語句),是通過 next-key lock
(記錄鎖+間隙鎖)方式解決了幻讀。
總結
MySQL默認采用的隔離級別是可重復讀,在這種隔離級別下不同的讀模式,針對幻讀問題采用了不同解決方案:
- 針對快照讀(普通
select
語句),是通過 MVCC 方式解決了幻讀。 - 針對當前讀(
select ... for update
等語句),是通過next-key lock
(記錄鎖+間隙鎖)方式解決了幻讀。
但是,強調一點的是,MySQL在可重復讀級別下,并沒有完完全全的解決幻讀問題,特別是在一個事務的快照讀和當前讀穿插使用的場景下,還是會出現(xiàn)幻讀的情況,比如下圖所示。
以上就是一文深入探討MySQL是如何解決幻讀問題的詳細內容,更多關于MySQL解決幻讀問題的資料請關注腳本之家其它相關文章!
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