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Mysql數(shù)據(jù)庫幻讀問題舉例詳解

更新時(shí)間：2025年10月11日 11:19:43 作者：倒懸于世

數(shù)據(jù)庫幻讀是數(shù)據(jù)庫并發(fā)事務(wù)控制中可能發(fā)生的一種現(xiàn)象,它屬于不可重復(fù)讀的一個(gè)特例,但關(guān)注點(diǎn)不同,這篇文章主要介紹了Mysql數(shù)據(jù)庫幻讀問題的相關(guān)資料,文中通過代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

前言

我們來詳細(xì)地聊一聊 MySQL InnoDB 中的“幻讀”（Phantom Read）問題。這是一個(gè)在數(shù)據(jù)庫事務(wù)隔離中非常核心且有時(shí)令人困惑的概念。

我會(huì)從定義、例子、原因以及解決方案幾個(gè)方面來徹底講清楚。

1. 什么是幻讀？

官方定義：幻讀指的是在一個(gè)事務(wù)內(nèi)，相同的查詢在不同時(shí)間執(zhí)行，返回了不同數(shù)量的行。

這聽起來和“不可重復(fù)讀”很像，但它們有關(guān)鍵區(qū)別：

不可重復(fù)讀 (Non-Repeatable Read)：側(cè)重于同一行的數(shù)據(jù)內(nèi)容被修改或刪除。（例如：你第二次查詢時(shí)，某行的薪水從10000變成了12000）。
幻讀 (Phantom Read)：側(cè)重于新的行被插入（或刪除），導(dǎo)致結(jié)果集的行數(shù)發(fā)生了變化。（針對(duì)結(jié)果集的數(shù)量變化，例如：你第一次查詢有10條記錄，第二次查詢卻冒出了11條）。

簡(jiǎn)單比喻：

不可重復(fù)讀：你碗里的一塊紅燒肉被別人咬了一口（數(shù)據(jù)內(nèi)容變了）。
幻讀：你正準(zhǔn)備夾碗里最后一塊紅燒肉時(shí)，別人突然又往碗里加了一塊新的肉（數(shù)據(jù)行數(shù)變了）。

2. 幻讀發(fā)生的場(chǎng)景與例子

幻讀發(fā)生的根本原因是：在“可重復(fù)讀（REPEATABLE READ）”及以下隔離級(jí)別中，普通的一致性讀（快照讀）無法阻止其他事務(wù)插入新的、滿足當(dāng)前查詢條件的數(shù)據(jù)。

我們來看一個(gè)經(jīng)典的例子。

表結(jié)構(gòu)：

CREATE TABLE `employee` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(50) NOT NULL,
  `salary` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_salary` (`salary`)
) ENGINE=InnoDB;

INSERT INTO `employee` (`name`, `salary`) VALUES
('Alice', 8000),
('Bob', 9000),
('Charlie', 10000);

時(shí)間線：

時(shí)間	事務(wù)A (隔離級(jí)別：RR)	事務(wù)B
T1	`START TRANSACTION;`
T2	`SELECT * FROM employee WHERE salary > 8000;` 結(jié)果： Bob, 9000 Charlie, 10000 (2 rows)	`START TRANSACTION;`
T3		`INSERT INTO employee (name, salary) VALUES ('David', 9500);` `COMMIT;` <!-- 事務(wù)B提交 -->
T4	`SELECT * FROM employee WHERE salary > 8000;` 結(jié)果： Bob, 9000 Charlie, 10000 (仍然是2 rows！) （這里沒有幻讀，因?yàn)镽R級(jí)別通過MVCC提供了快照）
T5	`UPDATE employee SET salary = 8888 WHERE salary > 8000;` （注意：這個(gè)更新操作是當(dāng)前讀，會(huì)看到事務(wù)B已提交的修改）
T6	`SELECT * FROM employee WHERE salary > 8000;` 結(jié)果： Bob, 8888 Charlie, 8888 David, 8888 (3 rows! 幻讀出現(xiàn)了！)

例子分析：

T2時(shí)刻：事務(wù)A第一次查詢，得到2條記錄。
T4時(shí)刻：事務(wù)A第二次普通查詢（快照讀）。由于InnoDB的MVCC（多版本并發(fā)控制）機(jī)制，它會(huì)讀取事務(wù)開始時(shí)的數(shù)據(jù)快照，所以看不到事務(wù)B新插入的 David(9500)。此時(shí)還沒有幻讀。
T5時(shí)刻：關(guān)鍵點(diǎn)來了！事務(wù)A執(zhí)行了一個(gè)UPDATE操作。UPDATE/DELETE/INSERT 這類寫操作會(huì)使用“當(dāng)前讀”（Current Read），它會(huì)讀取數(shù)據(jù)庫中最新的、已提交的數(shù)據(jù)。因此，它看到了事務(wù)B插入的 David(9500) 這條記錄，并將其薪水也更新為8888。
T6時(shí)刻：事務(wù)A再次查詢。因?yàn)橹暗腢PDATE操作屬于當(dāng)前事務(wù)的修改，所以MVCC規(guī)則允許它看到自己的修改。于是，它神奇地看到了三條記錄！幻讀就在這一刻發(fā)生了。

這個(gè)例子展示了InnoDB中幻讀最典型的特征：即使是在默認(rèn)的RR隔離級(jí)別下，先快照讀，再當(dāng)前讀進(jìn)行寫操作，可能會(huì)意外地影響新插入的行，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致。

3. 解決方案：Next-Key Lock 鎖機(jī)制

InnoDB引擎為了解決幻讀問題，在“可重復(fù)讀（REPEATABLE READ）”隔離級(jí)別下就引入了一種叫做 Next-Key Lock 的鎖機(jī)制。它實(shí)際上是 記錄鎖（Record Lock） 和 間隙鎖（Gap Lock） 的結(jié)合。

記錄鎖 (Record Lock)：鎖住索引上的某一條具體記錄。
間隙鎖 (Gap Lock)：鎖住索引記錄之間的“間隙”，防止在這個(gè)間隙內(nèi)插入新的數(shù)據(jù)。它是一個(gè)左開右開的區(qū)間 (a, b)。
臨鍵鎖 (Next-Key Lock)：是記錄鎖 + 間隙鎖的結(jié)合。它鎖住一條記錄和它前面的間隙。它是一個(gè)左開右閉的區(qū)間 (a, b]。

如何解決幻讀？

在上面的例子中，如果事務(wù)A在第一次查詢時(shí)，就對(duì) salary > 8000 這個(gè)條件加上了鎖，那么事務(wù)B的插入操作就會(huì)被阻塞，從而杜絕幻讀。

讓我們重演時(shí)間線，但這次事務(wù)A加鎖查詢：

時(shí)間	事務(wù)A (加鎖查詢)	事務(wù)B
T1	`START TRANSACTION;`
T2	`SELECT * FROM employee WHERE salary > 8000 FOR UPDATE;` （FOR UPDATE 會(huì)給查詢結(jié)果加Next-Key Lock）結(jié)果：2 rows	`START TRANSACTION;`
T3		`INSERT INTO employee (name, salary) VALUES ('David', 9500);` （這條語句會(huì)被阻塞，一直等待事務(wù)A釋放鎖！）
T4	`SELECT ... FOR UPDATE;` （再次查詢，結(jié)果一致）	...（阻塞中）...
T5	`COMMIT;` （提交事務(wù)，釋放鎖）	...（阻塞結(jié)束）...
T6		（此時(shí)事務(wù)B才能成功插入）

發(fā)生了什么？

當(dāng)事務(wù)A執(zhí)行 SELECT ... FOR UPDATE 時(shí)，InnoDB會(huì)為其加Next-Key Lock。假設(shè) salary 上有二級(jí)索引 idx_salary，它可能會(huì)鎖住以下區(qū)間：

鎖住 (8000, 9000] 這個(gè)Next-Key Lock（鎖住9000這條記錄和它前面的間隙）。
鎖住 (9000, 10000] 這個(gè)Next-Key Lock（鎖住10000這條記錄和它前面的間隙）。
鎖住 (10000, +∞] 這個(gè)Next-Key Lock（鎖住正無窮的上界）。

事務(wù)B試圖插入 salary = 9500 的記錄，這個(gè)值落在被事務(wù)A鎖住的 (9000, 10000] 間隙內(nèi)，因此插入操作會(huì)被阻塞，直到事務(wù)A提交釋放鎖。這樣就徹底防止了幻讀的發(fā)生。

總結(jié)與最佳實(shí)踐

特性	說明
幻讀本質(zhì)	同一事務(wù)內(nèi)，兩次查詢結(jié)果集行數(shù)不一致， due to 其他事務(wù)的插入或刪除操作。
InnoDB的默認(rèn)防御	在REPEATABLE READ隔離級(jí)別下，InnoDB通過 Next-Key Lock 機(jī)制來防止幻讀。
何時(shí)會(huì)發(fā)生幻讀	即使是在RR級(jí)別下，如果你只是進(jìn)行普通的快照讀（SELECT），然后基于此進(jìn)行當(dāng)前讀的寫操作（UPDATE/INSERT/DELETE），仍然可能遇到幻讀。快照讀不加鎖是根源。
徹底解決方法	在需要絕對(duì)保證數(shù)據(jù)一致性的關(guān)鍵操作中，使用加鎖讀： 1. `SELECT ... FOR UPDATE;` （加寫鎖，阻塞其他事務(wù)的寫和加鎖讀） 2. `SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;` （加讀鎖，阻塞其他事務(wù)的寫）這些語句會(huì)在符合條件的索引上加Next-Key Lock，從而阻止其他事務(wù)在鎖定區(qū)間內(nèi)插入新數(shù)據(jù)。
終極方案	將事務(wù)隔離級(jí)別提升至 SERIALIZABLE。在這個(gè)級(jí)別下，所有的讀操作都會(huì)默認(rèn)加上類似 `LOCK IN SHARE MODE` 的鎖，幻讀自然不會(huì)發(fā)生，但這是以犧牲并發(fā)性能為代價(jià)的，一般不建議使用。

核心要點(diǎn)：MySQL InnoDB 在 RR 級(jí)別下已經(jīng)通過 Next-Key Lock 很大程度上解決了幻讀問題。但你需要清楚地知道，只有在你的查詢語句確實(shí)需要加鎖（例如使用了 FOR UPDATE）或者涉及寫操作時(shí)，Next-Key Lock 才會(huì)生效。單純的快照讀是無法完全避免幻讀的潛在影響的。