MySQL事务隔离级别、InnoDB使用MVCC+各种锁实现了RC和RR事务隔离级别、具体案例

事务隔离级别

  • 脏读:一个事务读取到另一个未提交事务的更改。
  • 不可重复读:一个事务在两次读取同一数据时,发现数据被另一个已提交事务修改了。
  • 幻读:一个事务在读取过程中,因其他事务的插入而导致返回的行数不一致,查询到了奇怪的结果

SQL标准定义了如下四个隔离级别,注意是SQL标准,不是MYSQL标准:

  • READ-UNCOMMITTED(读取 未提交) :最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更,可能会导致脏读、幻读或不可重复读。几乎没人用,太不安全了。
  • READ-COMMITTED(RC,读取 已提交) :允许读取并发事务已经提交的数据,可以阻止脏读,但是幻读或不可重复读仍有可能发生。经常用,可以确保并发的性能。
  • REPEATABLE-READ(RR,可重复读) :在事务开始(start TRANSACTION,关闭自动提交)和结束之间(commit,rollback之前),对同一字段的多次读取结果都是一致的,除非数据是被本身事务自己所修改,可以阻止脏读和不可重复读,但幻读仍有可能发生。也经常被用,可以确保安全。
    虽然标准SQL隔离级别定义是说RR下幻读仍然可能发生,但是在MYSQL的InnoDB下实现的RR隔离级别是解决了幻读问题的发生的,先有个印象,我一开始看也非常懵逼。
  • SERIALIZABLE(可串行化) :最高的隔离级别,完全服从 ACID 的隔离级别。所有的事务依次逐个执行,这样事务之间就完全不可能产生干扰,也就是说,该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。几乎没人用,事务并发性能太差了。
隔离级别 脏读 不可重复读 幻读
READ-UNCOMMITTED,读未提交
READ-COMMITTED,读已提交 ×
REPEATABLE-READ,可重复读 × ×
SERIALIZABLE,可串行化 × × ×

InnoDB使用MVCC+各种锁实现了RC和RR事务隔离级别

重点当然是讲RR的实现,因为他是MySQL默认存储引擎InnoDB的默认隔离级别。下面先说明实现存在的问题,再说解决方法。

下面无特别说明都用RR事务隔离级别做例子

一致性非锁定读

对于 一致性非锁定读(Consistent Nonlocking Reads)open in new window的实现,通常做法是加一个版本号或者时间戳字段,在更新数据的同时版本号 + 1 或者更新时间戳。查询时,将当前可见的版本号与对应记录的版本号进行比对,如果记录的版本小于可见版本,则表示该记录可见。

在InnoDB引擎中,多版本控制(multi versioning)就是对上面描述的非锁定读的实现。

如果读取的行正被其他事务执行 DELETEUPDATE 操作,这时读取操作不会去等待行上锁的释放。相反地,InnoDB 存储引擎会去读取行的一个快照数据,对于这种读取历史数据的方式,我们叫它快照读 (snapshot read)。

Repeatable ReadRead Committed 两个隔离级别下,如果是执行普通的 select 语句(不包括 select ... lock in share mode ,select ... for update)则会使用 一致性非锁定读(MVCC,多版本并发控制 (Multi-Version Concurrency Control))。并且在 Repeatable Read 下 MVCC 实现了可重复读和防止部分幻读


一致性非锁定读 代码举例

①对两个事务分别commit先,确保都提交了之前的工作。

②事务2虽然update修改了数据,但是可以发现事务1读取的是之前的快照

③先让事务2commit提交,可以发现事务1读取的还不是事务2修改的值

④等到事务1也commit了,下一次开启事务,查到的才是事务2修改的值


锁定读

如果执行的是下列三类语句,就是锁定读(Locking Reads)

  • select ... lock in share mode
  • select ... for update
  • insertupdatedelete操作

在锁定读下,读取的是数据的最新版本,这种读也被称为 当前读(current read)。锁定读 会对读取到的记录加锁:

  • select ... lock in share mode:对记录加 S 锁,其它事务也可以加S锁,如果加 x 锁则会被阻塞
  • select ... for updateinsertupdatedelete:对记录加 X 锁,且其它事务不能加任何锁
    在一致性非锁定读下,即使读取的记录已被其它事务加上 X 锁,这时记录也是可以被读取的,即读取的快照数据。上面举过例子了,在RR可重复读下,MVCC可以防止一部分情况的幻读,这一部分幻读是指在一致性非锁定读的情况下,它会根据Read View去判断数据是否可见,也就是读到的是历史数据,读的是快照。但是MVCC无法防止在当前读的情况所产生的幻读现象,当前读读取的都是最新数据。

如果单靠MVCC,在当前读的情况下,这时如果两次查询中间有其它事务插入数据,就会产生幻读。所以,InnoDB 在实现Repeatable Read时,如果执行的是当前读select 查询(说明执行了lock in share mode or for update),则会对读取的记录使用 Next-key Lock 来防止其它事务在间隙间插入数据。
Next-key Lock :(行锁record lock + 间隙锁gap lock,行锁只能锁住已经存在的行,为了避免插入新行,需要依赖间隙锁)

  • 如果数据存在,使用lock in share mode or for update就是Next-key Lock用(读 or 写)行锁
  • 如果数据不存在,使用使用lock in share mode or for update就是Next-key Lock用间隙锁,锁住区间,不让另一个事务在这个区间插入新数据。

当前读的幻读现象问题实例:

①这里使用一致性非锁定读环境下说明当前读下的幻读现象问题,因为这种情况下InnoDB只用了MVCC,没用Next-key Lockselect查询



问题就出在事务Aselect查询时,不应该出现幻读现象,应该在 select 查询时,带上lock in share mode or for update,则会对读取的记录使用 Next-key Lock 来防止其它事务在间隙间插入数据。

把原来的表删了,重新演示:

总结一下:

事务1的连续两个快照读中出现当前读不一定会出现幻读,得看事务1的当前读有没有覆盖到其他事务新增的数据,如果没的话,则不会出现幻读

下面是连续两个快照读中出现当前读会出现幻读,因为事务1的当前读覆盖到其他事务新增的数据。


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