RR（Repeatable Read）级别如何防止幻读

原创已于 2025-05-04 22:03:25 修改 · 879 阅读

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#mysql #幻读 #间隙锁 #mvcc #快照读 #当前读 #可重复读

于 2025-05-04 20:00:53 首次发布

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在 MySQL 数据库事务隔离级别中，RR（可重复读） 通过 MVCC（多版本并发控制） 和 锁机制 的组合策略来避免幻读问题。

一、MVCC机制：快照读与版本控制

快照读（Snapshot Read）
- 每个事务启动时生成一个全局唯一的 事务版本号，所有 SELECT 操作基于该版本号读取数据的快照（历史版本），而非最新数据。
- 快照规则：
  - 仅读取 创建版本号 ≤ 当前事务版本号 的数据行。
  - 忽略 删除版本号 ≤ 当前事务版本号 或未标记删除的数据行。
- 效果：同一事务内多次读取同一范围的数据时，结果一致（即使其他事务插入新数据并提交）。
版本更新规则
- INSERT：新插入行的创建版本号设为当前事务版本号。
- DELETE：标记删除行的删除版本号为当前事务版本号。
- UPDATE：拆分为删除旧行（标记删除版本号）和插入新行（设置新创建版本号）。

二、锁机制：当前读与间隙锁

当前读（Current Read）
- 对数据修改操作（UPDATE/INSERT/DELETE/SELECT FOR UPDATE），强制读取最新数据版本并加锁。
- 锁类型：
  - 记录锁（Row Lock）：锁定单行数据。
  - 间隙锁（Gap Lock）：锁定索引记录间的间隙，阻止其他事务插入新数据。
  - 临键锁（Next-Key Lock）：记录锁 + 间隙锁的组合，锁定一个左开右闭的区间（如 (5, 10]）。
间隙锁的作用
- 防止范围插入：例如事务 A 查询 age BETWEEN 20 AND 30 的数据并加间隙锁，事务 B 尝试插入 age=25 的数据会被阻塞，直到事务 A 提交或回滚。
- 覆盖索引与非唯一索引：即使查询条件未命中实际数据行，间隙锁仍会锁定符合条件的索引范围。

三、MySQL InnoDB 的特殊实现

RR 与 Serializable 的折中
- 快照读：通过 MVCC 避免幻读（如普通 SELECT 操作）。
- 当前读：通过间隙锁强制串行化，阻止其他事务插入新数据。
- 实际效果：在 MySQL 的 RR 级别下，几乎不会出现幻读（与标准 SQL 定义的 RR 存在差异）。

示例场景

-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT * FROM users WHERE age BETWEEN 20 AND 30; -- 快照读，无幻读
UPDATE users SET name='Alice' WHERE age=25;      -- 当前读触发间隙锁
-- 事务 B 插入 age=25 的数据；-- 因为间隙锁存在，阻塞事务 B 的插入
COMMIT;

mysql 幻读问题
mysql幻读是通过MVCC和临键锁、间隙锁避免的，但在一些特殊场景下，还是会出现幻读问题：事务中快照读和当前读同时存在时就会出现幻读问题。

-- 事务A
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE age > 20;  -- 快照读，未加锁
-- 事务B插入age=25的数据并提交
-- 事务A执行当前读
SELECT * FROM users WHERE age > 20 FOR UPDATE;  -- 当前读，返回包含事务B插入的新数据，发生幻读

四、与其他数据库的对比

数据库	RR 实现方式	是否完全避免幻读
MySQL InnoDB	MVCC + 间隙锁	是（近似）
PostgreSQL	MVCC（无间隙锁）	否
Oracle	多版本读一致性（无间隙锁）	否

五、应用注意事项

显式加锁的必要性
- 若需完全避免幻读，应在事务中对查询范围显式加锁（如 SELECT ... FOR UPDATE）。
- 仅依赖快照读可能无法覆盖高并发场景下的严格一致性需求。
性能权衡
- 间隙锁的代价：锁定范围可能降低并发写入性能。
- 索引设计优化：合理设计索引（如唯一索引）可减少间隙锁的覆盖范围。

总结

MySQL 的 RR 隔离级别通过 MVCC 快照读 和 间隙锁 的组合，在大多数场景下有效避免了幻读问题。其实现机制兼顾了性能与一致性，但需注意不同数据库的差异及实际业务中显式锁的使用需求。对于严格防幻读的场景，可升级至 Serializable 级别或通过应用层逻辑补充控制。