MySQL的MVCC是否解决幻读

MySQL的MVCC是否解决幻读

MySQL事务隔离级别

✓ 读未提交（Read Uncommitted）：最低的隔离级别，会读取到其他事务还未提交的内容，存在脏读。

✓ 读已提交（Read Committed）：读取到的内容都是已经提交的，可以解决脏读，但是存在不可重复读。

✓ 可重复读（Repeatable Read）：在一个事务中多次读取时看到相同的内容，可以解决不可重复读，但是存在幻读。但是在 InnoDB 中不存在幻读问题，对于快照读，InnoDB 使用 MVCC 解决幻读，对于当前读，InnoDB 通过 gap locks 或 next-key locks 解决幻读。

✓ 串行化（Serializable）：最高的隔离级别，串行的执行事务，没有并发事务问题。

MySQL 默认的事务隔离级别是可重复读（REPEATABLE READ）

简单总结一下，MySQL 的 4 种事务隔离级别对应脏读、不可重复读和幻读的关系如下：

事务隔离级别

脏读

不可重复读

幻读

读未提交（READ UNCOMMITTED）

√

√

√

读已提交（READ COMMITTED）

×

√

√

可重复读（REPEATABLE READ）

×

×

√

串行化（SERIALIZABLE）

×

×

×

不可重复度和幻读的区别

不可重复读 主要是说多次读取一条记录, 发现该记录中某些列值被修改过。

幻读 主要是说多次读取一个范围内的记录(包括直接查询所有记录结果或者做聚合统计), 发现结果不一致(标准档案一般指记录增多, 记录的减少应该也算是幻读)。(可以参考)

模拟幻读问题

环境准备

事务相关的命令

# 查看 MySQL 版本
select version();# 开启事务
start transaction;# 提交事务
commit;# 回滚事务
rollback;

MySQL8查询事务隔离级别的命令

select @@global.transaction_isolation,@@transaction_isolation;

通过以下 SQL 可以设置当前客户端的事务隔离级别：

set session transaction isolation level 事务隔离级别;

事务隔离级别的值有 4 个：READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ、SERIALIZABLE。

测试数据准备

创建测试数据库和表信息，执行 SQL 如下：

-- 创建数据库
drop database if exists testdb;
create database testdb;
use testdb;
-- 创建表
create table userinfo(
  id int primary key auto_increment,
  name varchar(250) not null,
  balance decimal(10,2) not null default 0
);
-- 插入测试数据
insert into userinfo(id,name,balance) values(1,'Java',100),(2,'MySQL',200);

创建的表结构和数据如下：

mysql> select * from userinfo;
+----+-------+---------+
| id | name  | balance |
+----+-------+---------+
|  1 | Java  | 100.00  |
|  2 | MySQL | 200.00  |
+----+-------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

幻读模拟

接下来会使用两个窗口（两个客户端）来演示事务在可重复读隔离级别下的幻读的问题。

幻读场景1

在一个事务中明明没有查到主键为 X 的数据，但主键为 X 的数据就是插入不进去，就像某种幻觉一样。 幻读演示的执行流程如下：

执行步骤

客户端1（窗口1）

客户端2（窗口2）

说明

第 1 步

set session transaction isolation

 level repeatable read;

start transaction;

select * from userinfo where id=3;

设置事务隔离级别为可重复读；开启事务；查询用户编号为 3 的数据，查询结果为空。

第 2 步

start transaction;

insert into userinfo(id,name,balance) 

values(3,'Spring',100);

commit;

开启事务；添加用户，用户编号为 3；提交事务。

第 3 步

insert into userinfo(id,name,balance)

 values(3,'Spring',100);

窗口 2 添加用户编号为 3 的数据，执行失败。

第 4 步

select * from userinfo where id=3;

查询用户编号为 3 的数据，查询结果为空。

在窗口2中查询id为3的记录为空

mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from userinfo where id=3;
Empty set

在窗口1中插入一条id为3的记录

mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

在窗口2中插入id为3的记录

insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100);

发现插入失败

mysql> insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100);
1062 - Duplicate entry '3' for key 'userinfo.PRIMARY'

继续在窗口2查询id为3的记录，发现查询不到

mysql> select * from userinfo where id=3;
Empty set

幻读场景2

在一个事务A中一开始查询不到id为X的记录，但在另一个事务B中插入id为X的记录并提交事务后，在事务A中再更新id为X的记录可以更新到，再次查询id为X的记录也可以查询到。

执行步骤

客户端1（窗口1）

客户端2（窗口2）

说明

第 1 步

set session transaction isolation

 level repeatable read;

start transaction;

select * from userinfo where id=4;

设置事务隔离级别为可重复读；开启事务；查询用户编号为 4 的数据，查询结果为空。

第 2 步

set session transaction isolation

 level repeatable read;

start transaction;

select * from userinfo where id=4;

insert into userinfo(id,name,balance)

 values(4,'Redis',100);

commit;

开启事务；添加用户，用户编号为 4；提交事务。

第 3 步

select * from userinfo where id=4;

查询用户编号为 3 的数据，查询结果为空。此时还未出现幻读问题

第 4 步

update userinfo set name='kafka' 

where id = 4;

更新用户编号为4的记录，更新成功

第 5 步

select * from userinfo where id=4;

查询到用户编号为4的记录，查询到数据，出现幻读问题

第一步，在窗口1中查询id为4的记录，查询结果为空

mysql> set session transaction isolation level repeatable read;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> select * from userinfo where id=4;Empty set

第二步，在窗口2中查询id为4的记录，查询结果为空。

插入一条id为4 的记录并提交事务

mysql> set session transaction isolation level repeatable read;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> select * from userinfo where id=4;Empty setmysql> insert into userinfo(id,name,balance) values(4,'Redis',100);Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql>

第三步，在窗口1中查询id为4 的记录，查询结果为空，此时还没有幻读问题

mysql> select * from userinfo where id=4;Empty set

第四步，在窗口1中更新id为4 的记录，更新成功

mysql> update userinfo set name='kafka' where id = 4;Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

第五步，在窗口1中查询id为4 的记录，查询到更新后的数据，出现幻读问题

mysql> select * from userinfo where id=4;+----+-------+---------+
| id | name  | balance |
+----+-------+---------+
|  4 | kafka | 100.00  |
+----+-------+---------+
1 row in set (0.00 sec)

幻读场景3

在事务A中查询id为X的记录查询不到，在事务B中插入一条id为X的记录后，再到事务A中对表执行当前读 for update可以查询到id为X的记录。

执行步骤

客户端1（窗口1）

客户端2（窗口2）

说明

第 1 步

set session transaction isolation
 level repeatable read;

start transaction;

select * from userinfo;

设置事务隔离级别为可重复读；开启事务；查询用户表所有数据，查询结果为4条。

第 2 步

set session transaction isolation

 level repeatable read;

start transaction;

select * from userinfo where id=5;

insert into userinfo(id,name,balance) 

values(5,'Pulsar',100);

commit;

开启事务；添加用户，用户编号为 5；提交事务。

第 3 步

select * from userinfo for update;

执行当前读for update，查询出了id为5的记录，出现幻读问题。

第一步，在窗口1中查询用户表的所有记录，查询结果为4条

mysql> set session transaction isolation level repeatable read;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> start transaction;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> select * from userinfo;+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | Java   | 100.00  |
|  2 | MySQL  | 200.00  |
|  3 | Spring | 100.00  |
|  4 | kafka  | 100.00  |
+----+--------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)

第二步，在窗口2中查询id为5的记录，查询结果为空。

插入一条id为5 的记录并提交事务

mysql> set session transaction isolation level repeatable read;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> start transaction;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> select * from userinfo where id=5;Empty setmysql> insert into userinfo(id,name,balance) values(5,'Pulsar',100);Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> commit;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

第三步，窗口1执行当前读for update，查询出了id为5的记录，出现了幻读问题。

mysql> select * from userinfo for update;+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | Java   | 100.00  |
|  2 | MySQL  | 200.00  |
|  3 | Spring | 100.00  |
|  4 | kafka  | 100.00  |
|  5 | Pulsar | 100.00  |
+----+--------+---------+
5 rows in set (0.00 sec)

结论

不可重复读的重点在于 update 和 delete, 而幻读着重强调 insert 操作, 当用户第一次读取时，存在结果集 a, b, c，第二次读取时结果集为 a, b, c, d 即多出来的一条数据 d 表示发送幻读现象。

不可重复读的现象是用户第一次读取，返回结果集 a, 而第二次读取返回结果 a’, 即数据发生了变更. 而 a’ 数据确实由一个已经 committed 的事务修改. 不可重复读现象需要隔离级别为 Repeatable Read 来规避. 在 InnoDB 中使用 MVCC 机制实现。

通常来说, MVCC 的多版本控制并不能保证在 RR 隔离级别下完全避免幻读, 但 InnoDB 通过 MVCC + Next key lock 的方式来保证在 RR 隔离级别下避免部分场景下幻读。

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