MySQL(五)一致性非锁定读与一致性锁定读

本文介绍了数据库中的一致性非锁定读,即在不同的事务隔离级别下,如何读取数据的历史版本。在READCOMMITTED级别,读取最新版本;在REPEATABLEREAD级别,读取事务开始时的数据版本。同时,文章提到了一致性锁定读,包括SELECT...FORUPDATE和SELECT...LOCKINSHAREMODE,用于保证数据一致性。通过具体的例子和解析,阐述了这两种读取方式在并发控制中的应用和区别。

一致性非锁定读

一致性非锁定读是什么?这里我先给出一个最最最简单的解释:一致性非锁定读就是读快照!

快照即当前行数据之前的历史版本,每行记录可能存在多个历史版本,或者说每行记录可能有不止一个快照数据,一般我们将这种技术称为 行多版本技术。而由于一个行记录可能对应着多个快照(历史版本),为此不可避免地会带来一系列的并发问题,如何解决这些并发问题,就是所谓的 多版本并发控制(MVCC)

在不同事务隔离级别下,读取的方式不同。只有在事务隔离级别 READ COMMITTEDREPEATABLE READ(默认)下,InnoDB 存储引擎才会使用非锁定的一致性读。并且,即使都是使用非锁定的一致性读,它俩对于快照数据的定义也各不相同:

  • READ COMMITTED 事务隔离级别下,总是读取行的最新版本;如果行被锁定了,非一致性读不会因此去等待行上锁的释放,而是去读取该行版本的最新一个快照
  • REPEATABLE READ 事务隔离级别下,对于快照数据,非一致性读总是读取事务开始时的行数据版本

这么说可能还不是很好理解,举个例子,这个时候又得掏出我们经典的 user 表了(滑稽),表中包含三个字段 id、username、age,已存在一行记录:

id = 1, username = 'Jack', age = 20;

第一步,我们开启一个事务,执行如下语句:

事务 1:
	begin;
	select * from user where id = 1;

可以看到,第一个事务并没有提交,这时,我们开启第二个事务模拟并发,执行如下语句:

事务 2:
	begin;
	update user set id = 100 where id = 1;

在第二个事务中,将表中 id 为 1 的记录修改为了 id=100,但是事务同样没有提交(即此时 id = 1 的行记录被事务 2 加上了行锁)。这时如果在第一个事务中再次读取 id 为 1 的记录,那显然还是 1 对吧:

事务 1:
	select * from user where id = 1;

在这里插入图片描述

接着,我们再来提交下第 2 个事务中所作的修改:

事务 2:
	commit;

由于当前 id = 1 的数据被修改成了 100,也就是说,当前id = 100 的行记录拥有了一个 id = 1 的历史版本。

在这里插入图片描述
这个时候,再去事务 1 中读取 id 为 1 的记录,在 READ COMMITTEDREPEATABLE 事务隔离级别下得到结果就不一样了:

  • 对于 READ COMMITTED 的事务隔离级别,由于事务 2 已经提交了,也就是说 id = 1 的行记录没有被事务 2 锁定,所以就会去读取该行的最新版本,即 id = 100,So, 在 READ COMMITTED 的事务隔离级别下,此时查询 id = 1 的结果是 Empty Set;

  • 而在 REPEATABLE READ 事务隔离级别下,非一致性读总是读取事务开始时的行数据版本。也就是说,在事务 1 刚开始的时候,id = 1 的数据行是什么样,现在读到的就是什么样的:

在这里插入图片描述
可以结合下面这张图来回顾下上述的过程:
在这里插入图片描述

一致性锁定读

其实从名字上也能看出来,非一致性锁定读适用于对数据一致性要求不是很高的情况,比如在 READ COMMITTED 隔离级别下,即使行被锁定了,非一致性读也可以读到该行版本的最新一个快照。也即,非锁定读机制极大地提高了数据库的并发性

而一致性锁定读适用于对数据一致性要求比较高的情况 ,这个时候我们需要对读操作进行加锁以保证数据逻辑的一致性。

InnoDB 存储引擎对读操作支持两种一致性锁定读方式,或者说对读操作支持两种加锁方式:

  • SELECT ... FOR UPDATE,对于读取的行记录加一个 X 排它锁,其他事务不能对锁定的行加任何锁
  • SELECT ... LOCK IN SHARE MODE,对于读取的行记录添加一个 S 共享锁。其它事务可以向被锁定的行加 S 锁,但是不允许添加 X 锁,否则会被阻塞住

So,如何用大白话解释一致性锁定读?上面这两条特殊的 select 语句就是一致性锁定读!一致性锁定读就是给行记录加 X 锁或 S 锁!

<think>嗯,用户想了解非锁定一致性)的概念和原理,还提到了数据库事务隔离级别。那我得先回忆一下相关知识。非锁定,也就是一致性,应该是数据库在并发控制中的一种机制,允许取数据时不加锁,从而提高并发性能。需要结合MVCC(多版本并发控制)来解释吧。 首先,非锁定的定义是什么?根据引用[2],一致性非锁定不会在表上设置任何锁,其他会话可以写。那它的主要特点是不阻塞其他事务,通过快照来保证取的一致性。这时候需要提到MVCC,因为MVCC通过保存数据的历史版本来实现取的一致性。 然后,工作原理部分。可能需要解释undo log的作用。当一个事务需要取数据时,数据库会找到适合该事务隔离级别的版本,可能是当前版本或者之前的某个版本,通过undo log链来访问历史数据。比如在可重复隔离级别下,事务第一次取时会生成一个快照,后续的取都基于这个快照,所以不会看到其他事务的修改。 事务隔离级别方面,引用[3]提到Oracle默认是已提交,MySQL默认是可重复。不同隔离级别下一致性的行为可能不同。已提交时,每次查询都会生成新的快照,所以能看到其他事务已提交的修改;而可重复则使用第一次取的快照,保持一致性。 还要注意非锁定的局限性,比如对DDL操作不适用,或者某些特定语句可能影响其行为,如INSERT INTO ... SELECT可能需要锁定。引用[2]也提到了这些情况,需要指出这些例外情况。 用户可能还想知道非锁定如何避免锁带来的性能问题,以及在不同隔离级别下的具体表现。需要把MVCC和undo log结合起来解释,说明如何通过版本控制来实现取而不加锁。 最后,相关的问题部分,可以引导用户进一步了解MVCC机制、不同隔离级别的区别,或者非锁定的应用场景和限制。比如,如何选择隔离级别,或者什么时候需要锁定。 需要确保回答结构清晰,分点解释概念、原理、工作流程、隔离级别的关系以及局限性。同时引用提供的参考资料,特别是引用[2]和引用[3],来支持回答的准确性。</think>### 非锁定一致性)的概念及原理 #### 1. **定义核心目标** **非锁定**(Consistent Non-Locking Read),也称为**一致性**,是数据库实现并发控制的一种机制,其核心目标是: - **避免写冲突**:取数据时不加锁,允许其他事务同时修改数据,从而提升并发性能。 - **保证事务隔离性**:通过多版本数据(MVCC, Multi-Version Concurrency Control)确保事务取的数据在逻辑上一致,即使其他事务正在修改数据[^2]。 #### 2. **工作原理** ##### **MVCC 机制** 非锁定的实现依赖于 MVCC。具体流程如下: 1. **数据版本链**:每条记录会通过 `undo log` 维护一个历史版本链。例如,事务 A 修改了某行数据,旧版本会被存入 `undo log`,新版本指向旧版本,形成链式结构。 2. **快照**:事务在取数据时,会根据当前隔离级别选择一个“快照”(即某个时间点的数据版本)。例如: - **可重复(REPEATABLE READ)**:事务首次取时生成快照,后续取均基于此快照。 - **已提交(READ COMMITTED)**:每次取时生成新快照,反映已提交的最新数据[^3]。 ##### **示例** 假设事务 A 在可重复隔离级别下执行: ```sql SELECT * FROM table WHERE id = 1; -- 生成快照,取版本 V1 ``` 此时事务 B 修改了 `id=1` 的数据并提交,生成新版本 V2。事务 A 再次取时,仍会通过 `undo log` 找到 V1,避免看到 V2 的修改。 #### 3. **事务隔离级别的关系** - **已提交(READ COMMITTED)** 每次查询生成新快照,可能看到其他事务已提交的修改。适用于需要实时性的场景,但可能导致不可重复[^3]。 - **可重复(REPEATABLE READ)** 首次取生成快照,后续操作基于该快照,确保数据一致性MySQL 默认级别,能避免不可重复和幻(通过间隙锁辅助)[^1]。 #### 4. **局限性** - **不适用 DDL 操作**:如 `ALTER TABLE`、`DROP TABLE` 等操作会破坏快照一致性。 - **部分语句隐式加锁**:例如 `INSERT INTO ... SELECT` 若未指定 `FOR UPDATE`,可能短暂加锁以保证数据一致性[^2]。 #### 5. **对比锁定** 锁定(如 `SELECT ... FOR UPDATE`)直接对数据加锁,阻塞其他事务的修改,但保证强一致性非锁定通过牺牲部分实时性换取更高的并发性能。 --- ###
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