什么是幻读

2021年10月20日 16点热度 0条评论 来源: 一念成佛_LHY

本文旨在纠正对幻读的误解:

首先回顾下事务隔离级别的定义:

  • 读未提交 READ-UNCOMMITTED | 0:存在脏读,不可重复读,幻读的问题
  • 读已提交 READ-COMMITTED | 1:解决脏读的问题,存在不可重复读,幻读的问题
  • 可重复读 REPEATABLE-READ | 2:解决脏读,不可重复读的问题,存在幻读的问题,默认隔离级别,使用 MMVC机制 实现可重复读
  • 序列化 SERIALIZABLE | 3:解决脏读,不可重复读,幻读,可保证事务安全,但完全串行执行,性能最低

幻读会在 RU / RC / RR 级别下出现,SERIALIZABLE 则杜绝了幻读,但 RU / RC 下还会存在脏读,不可重复读,故我们就以 RR 级别来研究幻读,排除其他干扰。

注意:RR 级别下存在幻读的可能,但也是可以使用对记录手动加 X锁 的方法消除幻读。SERIALIZABLE 正是对所有事务都加 X锁 才杜绝了幻读,但很多场景下我们的业务sql并不会存在幻读的风险。SERIALIZABLE 的一刀切虽然事务绝对安全,但性能会有很多不必要的损失。故可以在 RR 下根据业务需求决定是否加锁,存在幻读风险我们加锁,不存在就不加锁,事务安全与性能兼备,这也是 RR 作为mysql默认隔是个事务离级别的原因,所以需要正确的理解幻读。

 

幻读错误的理解:

说幻读是 事务A 执行两次 select 操作得到不同的数据集,即 select 1 得到 10 条记录,select 2 得到 11 条记录。这其实并不是幻读,这是不可重复读的一种,只会在 R-U R-C 级别下出现,而在 mysql 默认的 RR 隔离级别是不会出现的。

 

幻读:

并不是说两次读取获取的结果集不同,幻读侧重的方面是某一次的 select 操作得到的结果所表征的数据状态无法支撑后续的业务操作。更为具体一些:select 某记录是否存在,不存在,准备插入此记录,但执行 insert 时发现此记录已存在,无法插入,此时就发生了幻读。

 

可以使用两个单独会话进行验证:

Session1:T1

SET session autocommit=0;
start transaction;

SELECT * FROM city WHERE id = 1;

INSERT INTO city VALUES(1,'000','000');

SELECT * FROM city WHERE id = 1;

COMMIT;

 

Session2:T2

SET session autocommit=0;
start transaction;

INSERT INTO city VALUES(1,'000','000');

COMMIT;

已经开启事务,并关闭自动提交前提下:

第一步(T1):SELECT * FROM city WHERE id = 1;    (结果为空)

第二步(T2):INSERT INTO city VALUES(1,'000','000');

第三步(T1):INSERT INTO city VALUES(1,'000','000');    (明明结果为空,单却插入失败)

第四步(T1):SELECT * FROM city WHERE id = 1;(结果仍然为空!!!)

 

描述:此时对于事务T1来说,就发生了幻读,明明读取不到 id=1 的记录,但是插入却失败

其实 RR 也是可以避免幻读的,通过对 select 操作手动加 行X锁(SELECT ... FOR UPDATE 这也正是 SERIALIZABLE 隔离级别下会隐式为你做的事情),同时还需要知道,即便当前记录不存在,比如 id = 1 是不存在的,当前事务也会获得一把记录锁(因为InnoDB的行锁锁定的是索引,故记录实体存在与否没关系,存在就加 行X锁,不存在就加 next-key lock间隙X锁),其他事务则无法插入此索引的记录,故杜绝了幻读。

在 SERIALIZABLE 隔离级别下,step1 执行时是会隐式的添加 行(X)锁 / gap(X)锁的,从而 step2 会被阻塞,step3 会正常执行,待 T1 提交后,T2 才能继续执行(主键冲突执行失败),对于 T1 来说业务是正确的,成功的阻塞扼杀了扰乱业务的T2,对于T1来说他前期读取的结果是可以支撑其后续业务的。

所以 mysql 的幻读并非什么读取两次返回结果集不同,而是事务在插入事先检测不存在的记录时,惊奇的发现这些数据已经存在了,之前的检测读获取到的数据如同鬼影一般。

这里要灵活的理解读取的意思,第一次select是读取,第二次的 insert 其实也属于隐式的读取,只不过是在 mysql 的机制中读取的,插入数据也是要先读取一下有没有主键冲突才能决定是否执行插入。

从事务的角度理解:不可重复读侧重表达 读-读,幻读则是说 读-写,用写来证实读的是鬼影。

RR级别下防止幻读

RR级别下只要对 SELECT 操作也手动加行(X)锁即可类似 SERIALIZABLE 级别(它会对 SELECT 隐式加锁)

SELECT id FROM  city WHERE id = 1 FOR UPDATE;

如果 id = 1 的记录存在则会被加行(X)锁,如果不存在,则会加 next-lock key / gap 锁(范围行锁),即记录存在与否,mysql 都会对记录应该对应的索引加锁,其他事务会被阻塞。

 

补充:

InnoDB的行锁锁定的是索引,而不是记录本身,这一点也需要有清晰的认识,故某索引相同的记录都会被加锁,会造成索引竞争,这就需要我们严格设计业务sql,尽可能的使用主键或唯一索引对记录加锁。索引映射的记录如果存在,加行锁,如果不存在,则会加 next-key lock / gap 锁 / 间隙锁,故InnoDB可以实现事务对某记录的预先占用,如果记录存在,它就是本事务的,如果记录不存在,那它也将是本是无的,只要本是无还在,其他事务就别想占有它。

    原文作者:一念成佛_LHY
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