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MySQL如何解决幻读

时间:2022-02-17 11:20:55  来源:  作者:DifferentJava
CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `c` int(11) DEFAULT NULL,
  `d` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `c` (`c`)
) ENGINE=InnoDB;

insert into t values(0,0,0),(5,5,5),
(10,10,10),(15,15,15),(20,20,20),(25,25,25);

什么是幻读

 

MySQL如何解决幻读

 

在可重复读的隔离级别下,我们如果只对id=5(也就是d=5由于d上没有索引,所以会走主键索引树)加行锁,我们可以分析以下SessionA会出现什么情况:

  1. Q1查询只会返回id=5这一行,也就是(5,5,5)
  2. T2时刻Session B把id为0这一行的d值改成5,因此Q2查询查出来的是id=0和id=5的这两行(0,0,5),(5,5,5)
  3. T4时刻,Session C插入一行(1,1,5),因此Q3查询查出来的是id=0、1、5的这三行(0,0,5),(1,1,5),(5,5,5)

注意:上述Session A中查询都是当前读,关于当前读可以见MySQL MVCC(多版本控制)这篇文章。

Q3读到id=1这一行的现象成为幻读。幻读是指一个事务在前后两次查询同一个范围的数据的时候,后一次查询查到了第一次查询没有查到的行

在可重复隔离级别下,普通的查询时快照读,是无法看到别的事务插入的数据的,只有当前读才会出现幻读

幻读有什么问题?

  • 语义上带来了破坏。

Session A在T1时刻就声明我要把所有d=5的行锁住,不允许别的事务进行读写操作,但是实际上别的事务可以破坏这个声明。

  • 数据一致性上会有问题。

 

MySQL如何解决幻读

 

  1. 经过T1时刻,id=5这一行变成(5,5,100),当然这个结果最终是在T6时刻进行提交
  2. 经过T2时刻,id=0这一行变成了(0,5,5)
  3. 经过T4时刻,表里面新生成了一行(1,5,5)

数据似乎很正常没有什么问题,但是如果你去分析binlog就会发现有问题了:

  1. T2时刻,Session B事务提交,写入两条语句;
  2. T4时刻,Session C事务提交,写入两条语句;
  3. T6时刻,Session A事务提交,写入update t set d=100 where d=5这条语句

上述形成的binlog如下:

-- binlog的模式是statement;
update t set d=5 where id=0; /*(0,0,5)*/
update t set c=5 where id=0; /*(0,5,5)*/

insert into t values(1,1,5); /*(1,1,5)*/
update t set c=5 where id=1; /*(1,5,5)*/

update t set d=100 where d=5;/*所有d=5的行,d改成100*/

这个binlog如果被拿到备库执行或者用来克隆一个数据库,这三行的结果会变成(0,5,100)、(1,5,100)和(5,5,100),此时id=0和id=1这两行就出现了数据不一致。

如何解决幻读?

产生幻读的原因就是行锁只能锁住行,插入动作更新的是记录之间的间隙。因此为了解决幻读问题,InnoDB引入了间隙锁。

什么是间隙锁?

在文章开始的时候我们插入了6条数据,这就会产生7个间隙,如下:

  • (-∞, 0)
  • (0, 5)
  • (5, 10)
  • (10, 15)
  • (15, 20)
  • (20, 25)
  • (25, +∞)

当我们在执行select * from t where d=5 for update的时候,除了给数据库已有的行加行锁以外,还会对7个间隙加锁,这样确保了没有拿到锁的事务无法插入新的记录。

间隙锁之间没有冲突,跟间隙锁冲突的是往这个间隙中插入一个记录的操作

什么是next-key lock?

间隙锁和和行锁合称next-key lock,每个next-key lock都是前开后闭区间。

select * from t where d=5 for update在执行的时候将形成7个next-key lock:

  • (-∞, 0]
  • (0, 5]
  • (5, 10]
  • (10, 15]
  • (15, 20]
  • (20, 25]
  • (25, +∞]

其中+∞在这里是InnoDB给每个索引加了一个不存在的最大值。

间隙锁导致死锁?

MySQL如何解决幻读

 

Session B的insert会被阻塞,Session A在执行insert的时候会检测到死锁,如下图:

MySQL如何解决幻读

 

  1. Session A执行select for update,由于id=8这一行并不存在,因此会加上间隙锁(5,10)
  2. Session Bz执行select for update同样也会加上间隙锁,间隙锁之间并不冲突,因此可以执行成功
  3. Session B尝试插入(9,9,9),被Session A的间隙锁阻塞,只好进入等待
  4. Session A尝试插入(9,9,9),被Session B的间隙锁阻塞

此时两个Session形成死锁等待,InnoDB的死锁检测发现死锁关系,让Session A的insert 语句报错返回。

间隙锁是在可重复读隔离级别下才会生效,如果将隔离级别设置为读提交,就不会有间隙锁了,但是同时需要解决数据和日志不一致的问题(需要把binlog格式设置为ROW)



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