MySQL如何解决幻读
CREATE TABLE `t` ( `id` int(11) NOT NULL, `c` int(11) DEFAULT NULL, `d` int(11) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `c` (`c`) ) ENGINE=InnoDB; insert into t values(0,0,0),(5,5,5), (10,10,10),(15,15,15),(20,20,20),(25,25,25);
什么是幻读
在可重复读的隔离级别下,我们如果只对id=5(也就是d=5由于d上没有索引,所以会走主键索引树)加行锁,我们可以分析以下SessionA会出现什么情况: Q1查询只会返回id=5这一行,也就是(5,5,5) T2时刻Session B把id为0这一行的d值改成5,因此Q2查询查出来的是id=0和id=5的这两行(0,0,5),(5,5,5) T4时刻,Session C插入一行(1,1,5),因此Q3查询查出来的是id=0、1、5的这三行(0,0,5),(1,1,5),(5,5,5)
注意:上述Session A中查询都是当前读,关于当前读可以见MySQL MVCC(多版本控制)这篇文章。
Q3读到id=1这一行的现象成为幻读。 幻读是指一个事务在前后两次查询同一个范围的数据的时候,后一次查询查到了第一次查询没有查到的行 。
在可重复隔离级别下,普通的查询时快照读,是无法看到别的事务插入的数据的,只有当前读才会出现幻读 。
幻读有什么问题? 语义上带来了破坏。
Session A在T1时刻就声明我要把所有d=5的行锁住,不允许别的事务进行读写操作,但是实际上别的事务可以破坏这个声明。 数据一致性上会有问题。
经过T1时刻,id=5这一行变成(5,5,100),当然这个结果最终是在T6时刻进行提交 经过T2时刻,id=0这一行变成了(0,5,5) 经过T4时刻,表里面新生成了一行(1,5,5)
数据似乎很正常没有什么问题,但是如果你去分析binlog就会发现有问题了: T2时刻,Session B事务提交,写入两条语句; T4时刻,Session C事务提交,写入两条语句; T6时刻,Session A事务提交,写入update t set d=100 where d=5这条语句
上述形成的binlog如下: -- binlog的模式是statement; update t set d=5 where id=0; /*(0,0,5)*/ update t set c=5 where id=0; /*(0,5,5)*/ insert into t values(1,1,5); /*(1,1,5)*/ update t set c=5 where id=1; /*(1,5,5)*/ update t set d=100 where d=5;/*所有d=5的行,d改成100*/
这个binlog如果被拿到备库执行或者用来克隆一个数据库,这三行的结果会变成(0,5,100)、(1,5,100)和(5,5,100),此时id=0和id=1这两行就出现了数据不一致。
如何解决幻读?
产生幻读的原因就是行锁只能锁住行,插入动作更新的是记录之间的间隙。因此为了解决幻读问题,InnoDB引入了间隙锁。
什么是间隙锁?
在文章开始的时候我们插入了6条数据,这就会产生7个间隙,如下: (- , 0) (0, 5) (5, 10) (10, 15) (15, 20) (20, 25) (25, + )
当我们在执行select * from t where d=5 for update的时候,除了给数据库已有的行加行锁以外,还会对7个间隙加锁,这样确保了没有拿到锁的事务无法插入新的记录。
间隙锁之间没有冲突,跟间隙锁冲突的是往这个间隙中插入一个记录的操作 。
什么是next-key lock?
间隙锁和和行锁合称next-key lock,每个next-key lock都是前开后闭区间。
select * from t where d=5 for update在执行的时候将形成7个next-key lock: (- , 0] (0, 5] (5, 10] (10, 15] (15, 20] (20, 25] (25, + ]
其中+ 在这里是InnoDB给每个索引加了一个不存在的最大值。
间隙锁导致死锁?
Session B的insert会被阻塞,Session A在执行insert的时候会检测到死锁,如下图:
Session A执行select for update,由于id=8这一行并不存在,因此会加上间隙锁(5,10) Session Bz执行select for update同样也会加上间隙锁,间隙锁之间并不冲突,因此可以执行成功 Session B尝试插入(9,9,9),被Session A的间隙锁阻塞,只好进入等待 Session A尝试插入(9,9,9),被Session B的间隙锁阻塞
此时两个Session形成死锁等待,InnoDB的死锁检测发现死锁关系,让Session A的insert 语句报错返回。
间隙锁是在可重复读隔离级别下才会生效,如果将隔离级别设置为读提交,就不会有间隙锁了,但是同时需要解决数据和日志不一致的问题(需要把binlog格式设置为ROW) 。