InnoDB怎么解决幻读?

结论

首先说结论,在RR的隔离级别下,Innodb使用MVCC和next-key locks解决幻读,MVCC解决的是普通读(快照读)的幻读,next-key locks解决的是当前读情况下的幻读。

幻读是什么

事务A,先执行:

update table set name=“hh” where id>3;

结果为:

OK row xx 表名成功影响多少行数据

事务B,后执行,并且提交:

insert into table values(11, uu);
commit;

事务A,然后再select一下:

select * from table where id>3

结果集为:

…11,uu…

事务A懵了,我特么不是id>3全部更新了吗

这次是已提交事务B对事务A产生的影响,这个影响叫做“幻读”。

幻读和不可重复读的区别是,前者是一个范围,后者是本身

怎么解决的?

当前读

所谓当前读,指的是加锁的select(S或者X), update, delete等语句。在RR的事务隔离级别下,数据库会使用next-key locks来锁住本条记录以及索引区间。

拿上面那个例子来说,在RR的情况下,假设使用的是当前读,加锁了的读

select * from table where id>3 锁住的就是id=3这条记录以及id>3这个区间范围,锁住索引记录之间的范围,避免范围间插入记录,以避免产生幻影行记录。

普通读

因为普通读是不会加锁的读,故不会有next-key locks的使用,解决幻读的手段是MVCC

MVCC会给每行元组加一些辅助字段,记录创建版本号和删除版本号。

而每一个事务在启动的时候,都有一个唯一的递增的版本号。每开启一个新事务,事务的版本号就会递增。

默认的隔离级别(REPEATABLE READ)下,增删查改变成了这样:

SELECT

  • 读取创建版本小于或等于当前事务版本号,并且删除版本为空或大于当前事务版本号的记录。这样可以保证在读取之前记录是存在的

INSERT

  • 将当前事务的版本号保存至行的创建版本号

UPDATE

  • 新插入一行,并以当前事务的版本号作为新行的创建版本号,同时将原记录行的删除版本号设置为当前事务版本号

DELETE

  • 将当前事务的版本号保存至行的删除版本号
    比如我插入一条记录, 事务id 假设是1 ,那么记录如下:也就是说,创建版本号就是事务版本号。
idnamecreateversiondeleteversion
1kk1

如果我更新的话,事务id假设是2

idnamecreateversiondeleteversion
1kk12
1tt2

这里是把name更新为taotao,原来的元组deleteversion版本号为这个事务的id,并且新增一条

如果我删除的话,假设事务是id=3

idnamecreateversiondeleteversion
1tt22

就变成现在这个样子

关键点来了

现在我读取的话,必须同时满足两个条件的

  • 读取创建版本小于或等于当前事务版本号 这意味着数据在这个事务之前被创建
  • 删除版本为空或大于当前事务版本号的记录。 这意味着删除操作在这个事务之后发生
    就拿上面那个例子说明

当前数据库的状态

idnamecreateversiondeleteversion
4a2
5b5

假设事务A的id=10

现在*update table set name=“hh” where id>3;*执行这条语句

idnamecreateversiondeleteversion
4a210
5b510
4a10
5b10

事务B的id=11

insert into table values(11, uu);

idnamecreateversiondeleteversion
4a210
5b510
4a10
5b10
11b11

最后事务A(id=10)在此读取

select * from table where id>3

根据上述的规则,读取创建版本好小于等于当前事务的→那么(4,a)(5,b)(4,hh)(5,hh)

上面规则的输出作为下面规则的输入的话,删除版本为空或大于当前事务版本号的记录→(4,hh)(5,hh)

如此读取就没有读取到事务B新插入的那行,解决幻读

如果事务B是更新id=4 的元组name=cc呢

同理,根据update的规则

idnamecreateversiondeleteversion
4a210
5b510
4a1011
5b10
11b11

然后根据select的规则去读取的话,得到的还是(4,hh)(5,hh)

多说一句

在RC的模式下,MVCC解决不了幻读和不可重复读,因为每次读都会读它自己刷新的快照版本,简单来说就是另一个事务提交,他就刷新一次,去读最新的

### 定义 指的是在一个事务内两次查询返回的结果集不同,即使在这两个操作期间没有其他事务对该数据进行修改。具体来说,在同一个事务中先后执行相同的查询语句时,第二次查询得到了第一次查询之后新增加或删除的数据行[^3]。 ### 数据库事务隔离级别中的现象 在不同的数据库事务隔离级别下,的发生与否有所不同: - **READ UNCOMMITTED (取未提交)** 和 **READ COMMITTED (取已提交)** 都无法防止,因为在这些较低级别的隔离条件下,不仅不能保障同一记录的一致性取,甚至也无法阻止新记录的插入影响到当前事务内的后续取结果。 - **REPEATABLE READ (可重复)** 虽然能够保证在同一事务内部对于相同条件下的多条SELECT语句得到一致性的结果,但由于其主要针对的是现有记录的变化控制,并不涉及对范围锁定的支持,所以仍然可能出现新的符合条件的新纪录被插入而导致的问题[^1]。 - **SERIALIZABLE (序列化)** 是唯一能彻底杜绝发生的隔离级别,它通过对整个表施加共享锁的方式确保任何写入操作都需要等待所有正在运行的只事务完成,从而实现了最严格的隔离效果。 ### 解决方案 为了有效应对问题,通常有如下几种方法: #### 使用更高的隔离级别 将事务的隔离级别提升至 `SERIALIZABLE` 可以从根本上消除的可能性,不过这也会带来性能上的开销,因为它强制要求所有的并发访问按照顺序排队处理,降低了系统的并行度和响应速度。 #### 应用特定类型的锁机制 例如 MySQL InnoDB 存储引擎采用了一种称为**间隙锁**(Gap Lock)的技术来缓解的影响。当一个事务获取了某个索引范围内部分记录的选择权后,除了会对实际选中的那些行加上排他锁外,还会对其前后相邻位置之间的“空白区域”也实施保护措施,以此阻止其他事务在此区间内插入新的记录[^2]。 ```sql -- 示例:显示如何启用InnoDB存储引擎默认使用的Next-Key Locks特性(包括Row-Level Locking and Gap Locking) SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ; START TRANSACTION; SELECT * FROM table_name WHERE id BETWEEN 5 AND 10 FOR UPDATE; -- 这里会应用Next-Key Lock INSERT INTO table_name VALUES (7, 'value'); -- 如果此时另一事务尝试插入这条记录,则会被阻塞直到上述事务结束 COMMIT; ```
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