Mysql中的innoDB怎么解决幻读

发布时间：2022-04-28 16:48:23 作者：iii
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1. 什么是幻读

幻读（Phantom Read）是数据库事务并发控制中的一个现象，指的是在一个事务内多次执行相同的查询，但返回的结果集不一致。具体来说，幻读发生在以下场景：

幻读与不可重复读（Non-repeatable Read）的区别在于，不可重复读关注的是同一记录的更新操作，而幻读关注的是新增或删除的记录。

InnoDB是MySQL的默认存储引擎，支持多种事务隔离级别。不同的隔离级别对并发问题的控制程度不同，具体如下：

读未提交（Read Uncommitted）：最低的隔离级别，允许事务读取未提交的数据，可能会导致脏读、不可重复读和幻读。
读已提交（Read Committed）：保证事务只能读取已提交的数据，避免了脏读，但可能会出现不可重复读和幻读。
可重复读（Repeatable Read）：InnoDB的默认隔离级别，保证在同一事务内多次读取同一数据时，结果一致，避免了脏读和不可重复读，但在某些情况下仍可能出现幻读。
串行化（Serializable）：最高的隔离级别，通过强制事务串行执行，避免了脏读、不可重复读和幻读，但并发性能最差。

在InnoDB中，默认的隔离级别是“可重复读”（Repeatable Read）。在这个隔离级别下，InnoDB通过多版本并发控制（MVCC，Multi-Version Concurrency Control）和间隙锁（Gap Lock）来避免幻读。

MVCC是InnoDB实现并发控制的核心机制之一。它通过为每个事务创建一个数据快照（Snapshot），使得事务在读取数据时，看到的是事务开始时的数据版本，而不是最新的数据版本。这样，即使其他事务在事务执行过程中插入了新记录，当前事务也不会看到这些新记录，从而避免了幻读。

具体来说，InnoDB为每行数据维护了两个隐藏的列：

当事务开始时，InnoDB会为该事务分配一个唯一的事务ID，并在事务执行过程中，根据事务ID和数据的版本信息来判断哪些数据对当前事务是可见的。

虽然MVCC可以有效避免大部分幻读问题，但在某些情况下，仍然可能出现幻读。例如，当事务A执行范围查询时，事务B在事务A的查询范围内插入了一条新记录，事务A再次查询时可能会看到这条新记录。

为了解决这个问题，InnoDB引入了间隙锁（Gap Lock）。间隙锁是一种特殊的锁，它锁定的是索引记录之间的“间隙”，而不是具体的记录。通过锁定间隙，InnoDB可以防止其他事务在间隙中插入新记录，从而避免了幻读。

例如，假设有一个表t，其中有一个索引列id，当前有以下记录：

id
1
3
5

如果事务A执行以下查询：

SELECT * FROM t WHERE id BETWEEN 2 AND 4 FOR UPDATE;

InnoDB不仅会锁定id=3的记录，还会锁定id=1和id=3之间的间隙，以及id=3和id=5之间的间隙。这样，事务B无法在id=2或id=4的位置插入新记录，从而避免了幻读。

间隙锁的一个扩展是临键锁（Next-Key Lock），它是记录锁（Record Lock）和间隙锁的结合。临键锁不仅锁定索引记录本身，还锁定索引记录之前的间隙。通过这种方式，InnoDB可以更有效地防止幻读。

例如，在上面的例子中，如果事务A执行以下查询：

SELECT * FROM t WHERE id > 1 AND id < 5 FOR UPDATE;

InnoDB会锁定id=1到id=5之间的所有记录和间隙，防止其他事务在这个范围内插入新记录。

InnoDB通过多版本并发控制（MVCC）和间隙锁（Gap Lock）机制，在“可重复读”隔离级别下有效地解决了幻读问题。MVCC通过为每个事务创建数据快照，确保事务在读取数据时看到的是事务开始时的数据版本，而间隙锁则通过锁定索引记录之间的间隙，防止其他事务在查询范围内插入新记录。

虽然InnoDB在大多数情况下可以避免幻读，但在某些极端情况下，仍然可能出现幻读现象。因此，在设计高并发系统时，开发者需要根据具体业务需求选择合适的隔离级别，并结合其他并发控制手段，确保数据的一致性和完整性。