MySQL的MVCC是否解决幻读
MySQL的MVCC是否解决幻读
MySQL事务隔离级别
✓ 读未提交（Read Uncommitted）：最低的隔离级别，会读取到其他事务还未提交的内容，存在脏读。
✓ 读已提交（Read Committed）：读取到的内容都是已经提交的，可以解决脏读，但是存在不可重复读。
✓ 可重复读（Repeatable Read）：在一个事务中多次读取时看到相同的内容，可以解决不可重复读，但是存在幻读。但是在 InnoDB 中不存在幻读问题，对于快照读，InnoDB 使用 MVCC 解决幻读，对于当前读，InnoDB 通过 gap locks 或 next-key locks 解决幻读。
✓ 串行化（Serializable）：最高的隔离级别，串行的执行事务，没有并发事务问题。
MySQL 默认的事务隔离级别是可重复读（REPEATABLE READ）
简单总结一下，MySQL 的 4 种事务隔离级别对应脏读、不可重复读和幻读的关系如下：
| 事务隔离级别 |
脏读 |
不可重复读 |
幻读 |
| 读未提交（READ UNCOMMITTED） |
√ |
√ |
√ |
| 读已提交（READ COMMITTED） |
× |
√ |
√ |
| 可重复读（REPEATABLE READ） |
× |
× |
√ |
| 串行化（SERIALIZABLE） |
× |
× |
× |
不可重复度和幻读的区别
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。
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)
模拟幻读问题
环境准备
事务相关的命令
# 查看 MySQL 版本
select version();
# 开启事务
start transaction;
# 提交事务
commit;
# 回滚事务
rollback;
MySQL8查询事务隔离级别的命令
select @@global.transaction_isolation,@@transaction_isolation;
通过以下 SQL 可以设置当前客户端的事务隔离级别：
set session transaction isolation level 事务隔离级别;
事务隔离级别的值有 4 个：READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ、SERIALIZABLE。
测试数据准备
创建测试数据库和表信息，执行 SQL 如下：
-- 创建数据库
drop database if exists testdb;
create database testdb;
use testdb;
-- 创建表
create table userinfo(
id int primary key auto_increment,
name varchar(250) not null,
balance decimal(10,2) not null default 0
);
-- 插入测试数据
insert into userinfo(id,name,balance) values(1,'Java',100),(2,'MySQL',200);
创建的表结构和数据如下：
mysql> select * from userinfo;
+----+-------+---------+
| id | name | balance |
+----+-------+---------+
| 1 | Java | 100.00 |
| 2 | MySQL | 200.00 |
+----+-------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)
幻读模拟
接下来会使用两个窗口（两个客户端）来演示事务在可重复读隔离级别下的幻读的问题。
幻读场景1
在一个事务中明明没有查到主键为 X 的数据，但主键为 X 的数据就是插入不进去，就像某种幻觉一样。 幻读演示的执行流程如下：
| 执行步骤 |
客户端1（窗口1） |
客户端2（窗口2） |
说明 |
| 第 1 步 |
set session transaction isolation level repeatable read; start transaction; select * from userinfo where id=3; |
设置事务隔离级别为可重复读；开启事务；查询用户编号为 3 的数据，查询结果为空。 |
|
| 第 2 步 |
start transaction; insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100); commit; |
开启事务；添加用户，用户编号为 3；提交事务。 |
|
| 第 3 步 |
insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100); |
窗口 2 添加用户编号为 3 的数据，执行失败。 |
|
| 第 4 步 |
select * from userinfo where id=3; |
查询用户编号为 3 的数据，查询结果为空。 |
在窗口2中查询id为3的记录为空
mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from userinfo where id=3;
Empty set
在窗口1中插入一条id为3的记录
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
在窗口2中插入id为3的记录
insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100);
发现插入失败
mysql> insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100);
1062 - Duplicate entry '3' for key 'userinfo.PRIMARY'
继续在窗口2查询id为3的记录，发现查询不到
mysql> select * from userinfo where id=3;
Empty set
幻读场景2
在一个事务A中一开始查询不到id为X的记录，但在另一个事务B中插入id为X的记录并提交事务后，在事务A中再更新id为X的记录可以更新到，再次查询id为X的记录也可以查询到。
| 执行步骤 |
客户端1（窗口1） |
客户端2（窗口2） |
说明 |
| 第 1 步 |
set session transaction isolation level repeatable read; start transaction; select * from userinfo where id=4; |
设置事务隔离级别为可重复读；开启事务；查询用户编号为 4 的数据，查询结果为空。 |
|
| 第 2 步 |
set session transaction isolation level repeatable read; start transaction; select * from userinfo where id=4; insert into userinfo(id,name,balance) values(4,'Redis',100); commit; |
开启事务；添加用户，用户编号为 4；提交事务。 |
|
| 第 3 步 |
select * from userinfo where id=4; |
查询用户编号为 3 的数据，查询结果为空。此时还未出现幻读问题 |
|
| 第 4 步 |
update userinfo set name='kafka' where id = 4; |
更新用户编号为4的记录，更新成功 |
|
| 第 5 步 |
select * from userinfo where id=4; |
查询到用户编号为4的记录，查询到数据，出现幻读问题 |
第一步，在窗口1中查询id为4的记录，查询结果为空
mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from userinfo where id=4;
Empty set
第二步，在窗口2中查询id为4的记录，查询结果为空。
插入一条id为4 的记录并提交事务
mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from userinfo where id=4;
Empty set
mysql> insert into userinfo(id,name,balance) values(4,'Redis',100);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql>
第三步，在窗口1中查询id为4 的记录，查询结果为空，此时还没有幻读问题
mysql> select * from userinfo where id=4;
Empty set
第四步，在窗口1中更新id为4 的记录，更新成功
mysql> update userinfo set name='kafka' where id = 4;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
第五步，在窗口1中查询id为4 的记录，查询到更新后的数据，出现幻读问题
mysql> select * from userinfo where id=4;
+----+-------+---------+
| id | name | balance |
+----+-------+---------+
| 4 | kafka | 100.00 |
+----+-------+---------+
1 row in set (0.00 sec)
幻读场景3
在事务A中查询id为X的记录查询不到，在事务B中插入一条id为X的记录后，再到事务A中对表执行当前读 for update可以查询到id为X的记录。
| 执行步骤 |
客户端1（窗口1） |
客户端2（窗口2） |
说明 |
| 第 1 步 |
set session transaction isolation start transaction; select * from userinfo; |
设置事务隔离级别为可重复读；开启事务；查询用户表所有数据，查询结果为4条。 |
|
| 第 2 步 |
set session transaction isolation level repeatable read; start transaction; select * from userinfo where id=5; insert into userinfo(id,name,balance) values(5,'Pulsar',100); commit; |
开启事务；添加用户，用户编号为 5；提交事务。 |
|
| 第 3 步 |
select * from userinfo for update; |
执行当前读for update，查询出了id为5的记录，出现幻读问题。 |
第一步，在窗口1中查询用户表的所有记录，查询结果为4条
mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from userinfo;
+----+--------+---------+
| id | name | balance |
+----+--------+---------+
| 1 | Java | 100.00 |
| 2 | MySQL | 200.00 |
| 3 | Spring | 100.00 |
| 4 | kafka | 100.00 |
+----+--------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
第二步，在窗口2中查询id为5的记录，查询结果为空。
插入一条id为5 的记录并提交事务
mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from userinfo where id=5;
Empty set
mysql> insert into userinfo(id,name,balance) values(5,'Pulsar',100);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
第三步，窗口1执行当前读for update，查询出了id为5的记录，出现了幻读问题。
mysql> select * from userinfo for update;
+----+--------+---------+
| id | name | balance |
+----+--------+---------+
| 1 | Java | 100.00 |
| 2 | MySQL | 200.00 |
| 3 | Spring | 100.00 |
| 4 | kafka | 100.00 |
| 5 | Pulsar | 100.00 |
+----+--------+---------+
5 rows in set (0.00 sec)
结论
不可重复读的重点在于 update 和 delete, 而幻读着重强调 insert 操作, 当用户第一次读取时，存在结果集 a, b, c，第二次读取时结果集为 a, b, c, d 即多出来的一条数据 d 表示发送幻读现象。
不可重复读的现象是用户第一次读取，返回结果集 a, 而第二次读取返回结果 a’, 即数据发生了变更. 而 a’ 数据确实由一个已经 committed 的事务修改. 不可重复读现象需要隔离级别为 Repeatable Read 来规避. 在 InnoDB 中使用 MVCC 机制实现。
通常来说, MVCC 的多版本控制并不能保证在 RR 隔离级别下完全避免幻读, 但 InnoDB 通过 MVCC + Next key lock 的方式来保证在 RR 隔离级别下避免部分场景下幻读。