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什么是幻讀?

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幻讀指的是一個(gè)事務(wù)在前后兩次查詢同一個(gè)范圍的時(shí)候,后一次查詢看到了前一次查詢沒有看到的行。
首先快照讀是不存在幻讀的,只有當(dāng)前讀(實(shí)時(shí)讀)才存在幻讀的問題。
幻讀有什么問題?
select ...for update語(yǔ)句就是將相應(yīng)的數(shù)據(jù)行鎖住,但是如果存在幻讀,就把for update的語(yǔ)義破壞了。
如何解決幻讀?
產(chǎn)生幻讀的原因是,行鎖只能鎖住行,但是新插入記錄這個(gè)動(dòng)作,要更新的是記錄之間的“間隙”。因此,為了解決幻讀問題,InnoDB只好引入新的鎖,也就是間隙鎖(Gap Lock)。間隙鎖和行鎖合稱 next-key lock , 每個(gè)next-key lock是前開后閉區(qū)間 。
總結(jié)
首先需要明確的就是“幻讀”概念: 隔離級(jí)別是可重復(fù)讀,在一個(gè)事務(wù)中前后兩次查詢,查到了其他事務(wù)insert進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)。
強(qiáng)調(diào)的是讀取到了其他事務(wù)插入進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)。
下面來(lái)論證一下可重復(fù)讀下幻讀的解決方案
先明確一下,for update語(yǔ)法就是當(dāng)前讀,也就是查詢當(dāng)前已經(jīng)提交的數(shù)據(jù),并且是帶悲觀鎖的。沒有for update就是快照讀,也就是根據(jù)readView讀取的undolog中的數(shù)據(jù)。
如果按照以上猜想,那么整個(gè)執(zhí)行結(jié)果就違背了 可重復(fù)讀 的隔離級(jí)別了。
那么我們?cè)偌僭O(shè)select * from TABLE where d = 5 for update;這條語(yǔ)句鎖定的是所有被掃描到的數(shù)據(jù)。
這是因?yàn)門2階段的update會(huì)被阻塞住,畢竟所有被掃描到的記錄都被鎖定了。
按照上述推理過(guò)程,很顯然,即使鎖定所有掃描到的數(shù)據(jù)行,也依然存在幻讀的情況。違背了 可重復(fù)讀 的隔離級(jí)別。
針對(duì)這個(gè)情況,我們要解決幻讀的問題,那么就要求針對(duì)所有被掃描的記錄行以及還不存在的d=5的記錄行都給鎖住。
至此,當(dāng)前查詢結(jié)果完全滿足 可重復(fù)讀 的隔離級(jí)別。
通過(guò)以上推論,我們可以總結(jié)一下,在可重復(fù)讀的隔離級(jí)別下,解決幻讀除了需要鎖定所有掃描到的記錄行外,還需要鎖定行之間的間隙,也就是通過(guò)間隙鎖來(lái)解決幻讀的問題。
這張圖本人覺得總結(jié)得挺好的,在一般的互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中,基本上用的都是Innodb引擎,一般只涉及到的都是行級(jí)鎖,但是如果sql語(yǔ)句中不帶索引進(jìn)行操作,可能會(huì)導(dǎo)致鎖表,這是不推薦的,性能非常低,可能會(huì)導(dǎo)致全表掃描等,行鎖的具體實(shí)現(xiàn)算法有以下幾種mysql特有的鎖:
Record Lock(記錄鎖):單個(gè)行記錄的鎖,一般是唯一索引或者主鍵上的加鎖
Gap Lock(間隙鎖):鎖定一個(gè)區(qū)間,但是不包括自身,開區(qū)間的鎖,RR級(jí)別才會(huì)有間隙鎖,間隙鎖的唯一目的是防止區(qū)間數(shù)據(jù)的插入,所以間隙鎖與間隙鎖之間是不會(huì)相互阻塞的
Next-key Lock(臨鍵鎖):與間隙鎖的區(qū)別是包括自身,是左開右閉區(qū)間,RR級(jí)別才會(huì)有
加鎖規(guī)則里面,包含了兩個(gè)“原則”、兩個(gè)“優(yōu)化”和一個(gè)“bug”。
原則 1:加鎖的基本單位是 next-key lock,希望你還記得,next-key lock 是前開后閉區(qū)間。
原則 2:查找過(guò)程中訪問到的對(duì)象才會(huì)加鎖。
優(yōu)化 1:索引上的等值查詢,給唯一索引加鎖的時(shí)候,next-key lock 退化為行鎖。
優(yōu)化 2:索引上的等值查詢,向右遍歷時(shí)且最后一個(gè)值不滿足等值條件的時(shí)候,next-key lock 退化為間隙鎖。
一個(gè) bug:唯一索引上的范圍查詢會(huì)訪問到不滿足條件的第一個(gè)值為止。
舉例來(lái)說(shuō)明上述的原則:
建表
插入數(shù)據(jù):
INSERT INTO t ( id , c , d ) VALUES (0, 0, 0);
INSERT INTO t ( id , c , d ) VALUES (5, 5, 10);
INSERT INTO t ( id , c , d ) VALUES (10, 10, 10);
INSERT INTO t ( id , c , d ) VALUES (15, 15, 15);
INSERT INTO t ( id , c , d ) VALUES (20, 20, 20);
INSERT INTO t ( id , c , d ) VALUES (25, 25, 25);
例子1:鎖表
因?yàn)閐字段上沒有建索引,所以涉及該字段的查詢加鎖會(huì)鎖住整個(gè)表
因?yàn)閐字段上面沒有建立索引,所以事務(wù)1執(zhí)行后會(huì)導(dǎo)致整個(gè)表被鎖,后面所有的操作都會(huì)在等待整個(gè)表鎖被釋放
例子2:主鍵/唯一索引 記錄鎖
id字段為主鍵,而且事務(wù)1查詢命中了唯一的記錄,默認(rèn)是加Next-key Lock,區(qū)間是(0,5],但是根據(jù)優(yōu)化1,唯一索引/主鍵上的等值查詢,會(huì)退化為行鎖,所以只會(huì)鎖5這個(gè)記錄。
例子3:主鍵/唯一索引上的間隙鎖
由于表 t 中沒有 id=7 的記錄,所以用我們上面提到的加鎖規(guī)則判斷一下的話:根據(jù)原則 1,加鎖單位是 next-key lock,事務(wù)1加鎖范圍就是 (5,10];同時(shí)根據(jù)優(yōu)化 2,這是一個(gè)等值查詢 (id=7),而 id=10 不滿足查詢條件,next-key lock 退化成間隙鎖,因此最終加鎖的范圍是 (5,10),所以事務(wù)2會(huì)阻塞,事務(wù)3執(zhí)行成功。
例子4:普通索引上的間隙鎖
c字段是普通索引,事務(wù)1執(zhí)行時(shí)默認(rèn)是對(duì)區(qū)間(0,5]加間隙鎖,根據(jù)優(yōu)化2,非唯一索引/主鍵會(huì)繼續(xù)向右遍歷,找到10,所以最終的加鎖為(0,5]的Next-Key鎖+(5,10)的間隙鎖,所以事務(wù)2阻塞,事務(wù)3成功。
例子5:間隙鎖與行鎖
事務(wù)1默認(rèn)的Next-Key鎖區(qū)間是(0,5],根據(jù)優(yōu)化2會(huì)向右遍歷,找到不滿足查詢條件的10,退化成間隙鎖,所以事務(wù)1的鎖是(0,5]的Next-Key鎖+(5,10)的間隙鎖,這兩個(gè)鎖與行鎖是沖突的,而事務(wù)2申請(qǐng)的Next-Key鎖是和事務(wù)1一樣,但是c=5的行鎖與事務(wù)1沖突,所以產(chǎn)生了阻塞,如果改為update t set d=1000 where c=6;因?yàn)榇藭r(shí)產(chǎn)生的間隙鎖為(5,10),而間隙鎖與間隙鎖是不沖突的,不會(huì)產(chǎn)生阻塞
例子6:lock in share mode鎖覆蓋索引
事務(wù)1存在覆蓋索引的情況,不會(huì)去回表,lock in share mode這種情況下只會(huì)鎖c字段索引,而事務(wù)2是對(duì)主鍵加行鎖,所以兩者不存在沖突。
例子7:主鍵/唯一索引上的范圍查詢
開始執(zhí)行的時(shí)候,要找到第一個(gè) id=10 的行,因此本該是 Next-Key Lock(5,10],根據(jù)優(yōu)化 1, 主鍵 id 上的等值條件,退化成行鎖,只加了 id=10 這一行的行鎖。范圍查找就往后繼續(xù)找,找到 id=15 這一行停下來(lái),因此需要加 Next-Key Lock(10,15],所以事務(wù)3是沖突的。
例子8:普通索引上的范圍查詢
開始執(zhí)行時(shí),找到第一個(gè)滿足條件的行10,加鎖Next-Key Lock(5,10],因?yàn)椴皇俏ㄒ凰饕?,所以不?huì)退化,繼續(xù)向后面找,找到15這一行停下來(lái),因此需要加 Next-Key Lock(10,15],因?yàn)槭欠秶樵?,所以鎖不會(huì)退化。
快照讀: 通過(guò)MVCC實(shí)現(xiàn),該技術(shù)不僅可以保證innodb的可重復(fù)讀,而且可以防止幻讀,但是他讀取的數(shù)據(jù)雖然是一致的,但是數(shù)據(jù)是歷史數(shù)據(jù)。
簡(jiǎn)單的select操作(不包括 select … lock in share mode, select … for update)
當(dāng)前讀: 要做到保證數(shù)據(jù)是一致的,同時(shí)讀取的數(shù)據(jù)是最新的數(shù)據(jù),innodb提供了next-key lock,即gap鎖與行鎖結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
select … lock in share mode
select … for update
insert
update
delete
自己理解:
簡(jiǎn)單的select是快照讀,快照讀實(shí)現(xiàn)可提交讀,可重復(fù)讀和幻讀是通過(guò)MVCC+ReadView實(shí)現(xiàn)的,而當(dāng)前讀實(shí)現(xiàn)這幾種是通過(guò)鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)的,為了說(shuō)明具體原理,下面介紹下MVCC和ReadView概念,所以簡(jiǎn)單的select是通過(guò)樂觀鎖實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)前讀是通過(guò)悲觀鎖實(shí)現(xiàn)的。
參考文章: