前言

SQL标准中定义了4种隔离级别，分别是读未提交、读已提交、可重复读以及序列化。不同的隔离级别下，可以解决不同的并发问题，如下图所示。当然MySQL也基本遵循了这个标准，但是在实现上稍有不同。

本文重点探讨下MySQL是如何解决幻读问题的，首先串行化隔离级别铁定是可以解决所有的并发问题，相当于每个事务按顺序执行，但是性能很差，不是本文重点讨论对象。实际上MySQL默认的事务隔离级别是可重复读，难道这种隔离级别下MySQL就不管幻读问题了吗？其实不是的，本文就带大家一起看看MySQL在可重复读隔离级别下是如何解决幻读问题的。

什么是幻读？

幻读是指一个事务中按照某个条件先后两次读取数据库，两次读取结果的条数不同，更加强调的是读到了之前没有读到的数据，这种现象称为幻读。

举个例子：

  1. 事务A一开始只读取到‘张三’的数据记录。
  2. 然后另外一个事务B插入了‘赵六’的数据记录。
  3. 事务A再次读取，发现了‘张三’、‘赵六’两条数据，明明同一个事务，同样的查询条件，前后两次读取，多了一条记录，相当于“幻影”，这种情况就是幻读。

什么是普通读和当前读？

其实读这个操作也有两种情况，一种是普通读，就像上面例子的那样，还有一种就是当前读。不同的读模式，MySQL在可重复读隔离级别下的实现方式也是不一样的。

普通读

普通读又叫快照读，也就是利用MVCC机制读取快照中的数据。不加锁的简单的SELECT 都属于快照读，比如这样：

SELECT * FROM user WHERE ...复制代码
  • 快照读是基于MVCC实现的，提高了并发的性能，降低开销
  • 大部分业务代码中的读取都属于快照读

当前读

当前读读取的是记录的最新版本，读取时会对读取的记录进行加锁, 其他事务就有可能阻塞。加锁的 SELECT，或者对数据进行增删改都会进行当前读。比如：

SELECT * FROM user LOCK IN SHARE MODE; # 共享锁SELECT * FROM user FOR UPDATE; # 排他锁INSERT INTO user values ... # 排他锁DELETE FROM user WHERE ... # 排他锁UPDATE user SET ... # 排他锁复制代码
  • update、delete、insert语句虽然没有select, 但是它们也会先进行读取，而且只能读取最新版本。

那不同的读模式下，MySQL分别是如何避免幻读的呢？请接着往下看。

普通读是如何避免幻读的？

MySQL在可重复读隔离级别下，是通过MVCC机制避免幻读的。

MVCC机制，可以简单理解成在事务启动的时候对数据库拍了个“快照”，它保留了那个时刻数据库的数据状态，那么这个事务后续的读取都可以从这个“快照”中获取，哪怕其他事务新加了数据，也不会影响到“快照”中的数据，也就不会出现幻读了。

  • 事务A在启动的时候创建了一个“快照”，查询出结果“小红，小蓝”
  • 后续事务B插入一条记录“小飞”，提交
  • 然后事务A再次同样查询条件查询，它会使用“快照”读取，所以还是“小红，小蓝”

小结： 针对快照读（普通 select 语句），是通过 MVCC 方式解决了幻读。

当前读是如何避免幻读的？

普通读（快照读）实际上读取的是历史版本中的数据，但一直用这种方式读取在某些场景下是有问题的。

假设你要 update 一个记录，但是另一个事务已经 delete 这条记录并且提交事务了，这样不是会产生冲突吗，所以 update 的时候肯定要知道最新的数据。也就是要做当前读。

那么针对当前读，MySQL在可重复读隔离级别下是如何避免幻读的呢？

也就是说不能读取“快照”了，因为你要最新状态的数据，那么能不能在当前读的时候，对这段区间都加上锁，让别的事务阻塞，无法插入。因此，MySQLInnoDB引擎为了解决可重复读隔离级别使用当前读而造成的幻读问题，引入了间隙锁。

表中有一个范围 id 为（3，5）间隙锁，那么其他事务就无法插入 id = 4 这条记录了，这样就有效的防止幻读现象的发生。

举个例子：

  • 事务A的for_update是属于当前读，它会对锁定 id 范围 (2, +∞] ，相当于理解是间隙锁。
  • 事务B插入了id=5的数据，(2, +∞]范围被锁定了，所以无法插入，阻塞。
  • 通过这种加锁阻塞的方式，也可以避免幻读。

小结： 针对当前读（select … for update 等语句），是通过 next-key lock（记录锁+间隙锁）方式解决了幻读。

总结

MySQL默认采用的隔离级别是可重复读，在这种隔离级别下不同的读模式，针对幻读问题采用了不同解决方案：

  • 针对快照读（普通 select 语句），是通过 MVCC 方式解决了幻读。
  • 针对当前读（select ... for update 等语句），是通过 next-key lock（记录锁+间隙锁）方式解决了幻读。

但是，强调一点的是，MySQL在可重复读级别下，并没有完完全全的解决幻读问题，特别是在一个事务的快照读和当前读穿插使用的场景下，还是会出现幻读的情况，比如下图所示。