搞懂 不可重复读和幻读

幻读

1. 由于很多人(当然也包括本人), 容易搞混 不可重复读 和 幻读, 这两者确实非常相似。

   • 但 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。
   • 而 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MySQL官方文档对 Phantom Rows 的介绍)
2. 其实对于 幻读, MySQL的InnoDB引擎默认的RR级别已经通过MVCC自动帮我们解决了, 所以该级别下, 你也模拟不出幻读的场景; 退回到 RC 隔离级别的话, 你又容易把幻读和不可重复读搞混淆, 所以这可能就是比较头痛的点吧!
   具体可以参考《高性能MySQL》对 RR 隔离级别的描述, 理论上RR级别是无法解决幻读的问题, 但是由于InnoDB引擎的RR级别还使用了MVCC, 所以也就避免了幻读的出现!

幻读的延伸

MVCC虽然解决了幻读问题, 但严格来说只是解决了部分幻读问题, 接下来进行演示:

1.打开客户端1查看隔离级别及初始数据

mysql> SELECT @@SESSION.tx_isolation;
+------------------------+
| @@SESSION.tx_isolation |
+------------------------+
| REPEATABLE-READ        |
+------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
 
mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> 

2.打开客户端2查看隔离级别及初始数据

mysql> SELECT @@SESSION.tx_isolation;
+------------------------+
| @@SESSION.tx_isolation |
+------------------------+
| REPEATABLE-READ        |
+------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
 
mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> 

3.在客户端2中开启事务, 然后查询数据

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
 
mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> 

4.在客户端1中插入一条id为4的新数据 (直接自动提交)

mysql> insert into test_transaction (`id`,`user_name`,`age`,`gender`,`desctiption`) values (4, '死侍', 18, 0, 'A bad boy');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
|  4 | 死侍    |  18 |      0 | A bad boy          |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
4 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> 

5.在客户端2事务中再次查询数据, 发现数据没有变化(表示可以重复读, 并且克服了幻读)!! 但是在客户端2事务中插入一条id为4的新数据, 发现提示数据已经存在!!!

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
 
mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> insert into test_transaction (`id`,`user_name`,`age`,`gender`,`desctiption`) values (4, '死侍', 18, 0, 'A bad boy');
1062 - Duplicate entry '4' for key 'PRIMARY'
mysql> 

//并且, 此时`update/delete`也是可以操作这条在事务中看不到的记录的!

6.那么这是什么问题呢?

• 可以参考MySQL官方文档 -- 一致性非阻塞读

The snapshot of the database state applies to SELECT statements within a transaction, not necessarily to DML statements. If you insert or modify some rows and then commit that transaction, a DELETE or UPDATE statement issued from another concurrent REPEATABLE READ transaction could affect those just-committed rows, even though the session could not query them. If a transaction does update or delete rows committed by a different transaction, those changes do become visible to the current transaction.
个人认为应该翻译为: 数据库状态的快照适用于事务中的SELECT语句, 而不一定适用于所有DML语句。 如果您插入或修改某些行, 然后提交该事务, 则从另一个并发REPEATABLE READ事务发出的DELETE或UPDATE语句就可能会影响那些刚刚提交的行, 即使该事务无法查询它们。 如果事务更新或删除由不同事务提交的行, 则这些更改对当前事务变得可见。

7.不少资料将MVCC并发控制中的读操作可以分成两类: 快照读 (snapshot read) 与 当前读 (current read)。

- 快照读, 读取专门的快照 (对于RC，快照（ReadView）会在每个语句中创建。对于RR，快照是在事务启动时创建的)
```
简单的select操作即可(不需要加锁,如: select ... lock in share mode, select ... for update)
```
针对的也是select操作

- 当前读, 读取最新版本的记录, 没有快照。 在InnoDB中，当前读取根本不会创建任何快照。
```
select ... lock in share mode
select ... for update
```
针对如下操作, 会让如下操作阻塞:    
```
insert
update
delete
```
- 在RR级别下, 快照读是通过MVVC(多版本控制)和undo log来实现的, 当前读是通过手动加record lock(记录锁)和gap lock(间隙锁)来实现的。所以从上面的显示来看，如果需要实时显示数据，还是需要通过加锁来实现。这个时候会使用next-key技术来实现。

8.当然, 使用隔离性的最高隔离级别SERIALIZABLE也可以解决幻读, 但该隔离级别在实际中很少使用!