11.MVCC、行锁与事务隔离级别

一、 MVCC 与行锁的场景区分

• MVCC 相当于行锁的升级版。
• 普通的 SELECT（快照读） ：后面没有 UPDATE 等修改操作的情况，底层是用 MVCC 来做隔离控制。
• 当前读（UPDATE / DELETE / SELECT ... FOR UPDATE） ：这种情况底层就不用 MVCC 了，用的是锁来处理。
• 它们分别用来保证事务的隔离级别（如：读已提交 RC、可重复读 RR）。

---

二、 快照读与当前读在 RC / RR 下的具体实现

1. 普通 SELECT（快照读，底层用 MVCC）

• 读已提交（RC） ：相当于拍两次（多次）快照。刚开始事务发起查询时拍一张快照；当另外一个事务插入/修改数据后，再查询时会再拍一张快照，所以能读到已提交的数据。
• 可重复读（RR）：事务第一次查询时拍一张快照，后续查询一直复用这张快照，保证同一事务内读到的数据一致。

2. SELECT ... FOR UPDATE（当前读，底层用锁）

• 可重复读（RR） ：需要加间隙锁 和临键锁 。
  • 间隙锁：开区间（不包含两头）。
  • 临键锁：一个点。
  • 间隙锁加临键锁组合起来，相当于一个左开右闭的区间，保证这一段间隙里插入不进去值，从而保证当前读下的可重复读（防止幻读）。
• 读已提交（RC）：不加间隙锁，实现读已提交这个隔离级别。

---

三、 脏读、不可重复读与幻读的区别

• 脏读：读取到了另一个事务未提交的数据（如果对方回滚，读到的就是脏数据）。
• 不可重复读 ：同一个事务内，多次读取同一条数据，数据的内容被修改或删除了，导致前后读取的不一样。
• 幻读：读出的记录**条数（行数）**发生了变化，增加或减少了，这叫幻读。

总结口诀（按口述直觉速记）

• 脏读 ➡️ 读到未提交
• 不可重复读 ➡️ 记录的内容变了
• 幻读 ➡️ 记录的**条数（行数）**变了

---

四、 RC（读已提交）下的典型业务坑点与解决方案

在生产环境中，很多数据库默认采用 RC 隔离级别（并发高、锁开销小）。但在以下场景中，容易产生业务 Bug：

案例 1：财务对账/资产汇总"跨表统计不一致（凭空多钱）"

• 场景 ：计算 总资产 = 银行卡余额 + 余额宝余额。
• 问题：在 RC 下，事务 A 查询银行卡后，用户发生了转账并提交；事务 A 随后查询余额宝读到了最新转入的钱，导致总资产统计重复、凭空多出钱。
• 解决方案 ：针对该特定对账事务，显式将隔离级别设置为 RR（可重复读），确保整笔对账在同一个时间点快照下完成。

案例 2：电商抢购/余额扣减"Check-Then-Act 超卖"

• 场景 ：先 SELECT 检查库存是否 >= 1，然后 UPDATE 扣减。
• 问题 ：在 RC 下普通 SELECT 不加锁，检查通过后、扣减前，其他事务可能抢先扣减并提交，导致库存被扣成负数（超卖）。
• 解决方案 ：
  • 悲观锁 ：查询时改用 SELECT ... FOR UPDATE 物理加锁，强行串行化。
  • 乐观锁 ：利用 WHERE version = oldVersion 或状态条件 WHERE stock >= 1。

---

五、 锁机制：悲观锁 vs 乐观锁原理对比

1. 悲观锁（Pessimistic Locking）

• 核心假定：假设并发冲突概率很高，别人一定会来抢。
• 做法 ：在查询时直接强行上物理锁（如 SELECT ... FOR UPDATE），阻塞其他试图修改该行的事务，直到当前事务提交。
• 优缺点：绝对安全，但并发性能较低。

2. 乐观锁（Optimistic Locking & CAS 思想）

• 核心假定：假设并发冲突概率较低，查询时不加任何物理锁。
• 做法（Version 标志位 / CAS 比较并交换） ：
  • 数据表中增加 version 字段。
  • 更新时执行：UPDATE product SET stock = stock - 1, version = version + 1 WHERE id = 1 AND version = oldVersion;
• 逻辑判定 ：
  • version 没变：说明在此期间无人动过数据 ➡️ 更新成功。
  • version 变了：说明被他人抢先修改 ➡️ SQL 影响行数为 0，更新失败（由应用层重试或报错）。
• 优缺点：不上锁、并发性能极高，适合读多写少场景。

---

六、 事务隔离级别的 3 种控制粒度

隔离级别可以根据业务需要，在不同粒度下进行灵活控制：

1. 全局粒度 (Global) ：影响整个数据库实例（SET GLOBAL ...）。
2. 会话粒度 (Session) ：仅影响当前数据库连接（SET SESSION ...）。
3. 特定事务粒度 (Transaction) ：仅对即将开启的这一个事务 生效，提交后恢复默认。
   • SQL 语法 ：在 START TRANSACTION 前执行 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
   • Spring 框架语法 ：直接在特定方法上使用注解 @Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)。