搞懂 不可重复读和幻读

摘要：幻读由于很多人当然也包括本人容易搞混不可重复读和幻读这两者确实非常相似。但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。不少资料将并发控制中的读操作可以分成两类快照读与当前读。

由于很多人(当然也包括本人), 容易搞混 不可重复读 和 幻读, 这两者确实非常相似。

但 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。

而 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MySQL官方文档对 Phantom Rows 的介绍)

其实对于 幻读, MySQL的InnoDB引擎默认的RR级别已经通过MVCC自动帮我们解决了, 所以该级别下, 你也模拟不出幻读的场景; 退回到 RC 隔离级别的话, 你又容易把幻读和不可重复读搞混淆, 所以这可能就是比较头痛的点吧!
具体可以参考《高性能MySQL》对 RR 隔离级别的描述, 理论上RR级别是无法解决幻读的问题, 但是由于InnoDB引擎的RR级别还使用了MVCC, 所以也就避免了幻读的出现!

MVCC虽然解决了幻读问题, 但严格来说只是解决了部分幻读问题, 接下来进行演示:

1.打开客户端1查看隔离级别及初始数据

mysql> SELECT @@SESSION.tx_isolation;
+------------------------+
| @@SESSION.tx_isolation |
+------------------------+
| REPEATABLE-READ        |
+------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
 
mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> 

2.打开客户端2查看隔离级别及初始数据

mysql> SELECT @@SESSION.tx_isolation;
+------------------------+
| @@SESSION.tx_isolation |
+------------------------+
| REPEATABLE-READ        |
+------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
 
mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> 

3.在客户端2中开启事务, 然后查询数据

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
 
mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> 

4.在客户端1中插入一条id为4的新数据 (直接自动提交)

mysql> insert into test_transaction (`id`,`user_name`,`age`,`gender`,`desctiption`) values (4, "死侍", 18, 0, "A bad boy");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
|  4 | 死侍    |  18 |      0 | A bad boy          |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
4 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> 

5.在客户端2事务中再次查询数据, 发现数据没有变化(表示可以重复读, 并且克服了幻读)!! 但是在客户端2事务中插入一条id为4的新数据, 发现提示数据已经存在!!!

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
 
mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from test_transaction;
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
| id | user_name | age | gender | desctiption        |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
|  1 | 金刚狼 | 127 |      1 | 我有一双铁爪 |
|  2 | 钢铁侠 | 120 |      1 | 我有一身铁甲 |
|  3 | 绿巨人 |   0 |      2 | 我有一身肉    |
+----+-----------+-----+--------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> insert into test_transaction (`id`,`user_name`,`age`,`gender`,`desctiption`) values (4, "死侍", 18, 0, "A bad boy");
1062 - Duplicate entry "4" for key "PRIMARY"
mysql> 

//并且, 此时`update/delete`也是可以操作这条在事务中看不到的记录的!

6.那么这是什么问题呢?

可以参考MySQL官方文档 -- 一致性非阻塞读

The snapshot of the database state applies to SELECT statements within a transaction, not necessarily to DML statements. If you insert or modify some rows and then commit that transaction, a DELETE or UPDATE statement issued from another concurrent REPEATABLE READ transaction could affect those just-committed rows, even though the session could not query them. If a transaction does update or delete rows committed by a different transaction, those changes do become visible to the current transaction. 
个人认为应该翻译为: 数据库状态的快照适用于事务中的SELECT语句, 而不一定适用于所有DML语句。 如果您插入或修改某些行, 然后提交该事务, 则从另一个并发REPEATABLE READ事务发出的DELETE或UPDATE语句就可能会影响那些刚刚提交的行, 即使该事务无法查询它们。 如果事务更新或删除由不同事务提交的行, 则这些更改对当前事务变得可见。

7.不少资料将MVCC并发控制中的读操作可以分成两类: 快照读 (snapshot read) 与 当前读 (current read)。

- 快照读, 读取专门的快照 (对于RC，快照（ReadView）会在每个语句中创建。对于RR，快照是在事务启动时创建的)
```
简单的select操作即可(不需要加锁,如: select ... lock in share mode, select ... for update)
```
针对的也是select操作

- 当前读, 读取最新版本的记录, 没有快照。 在InnoDB中，当前读取根本不会创建任何快照。
```
select ... lock in share mode
select ... for update
```
针对如下操作, 会让如下操作阻塞:    
```
insert
update
delete
```
- 在RR级别下, 快照读是通过MVVC(多版本控制)和undo log来实现的, 当前读是通过手动加record lock(记录锁)和gap lock(间隙锁)来实现的。所以从上面的显示来看，如果需要实时显示数据，还是需要通过加锁来实现。这个时候会使用next-key技术来实现。

8.当然, 使用隔离性的最高隔离级别SERIALIZABLE也可以解决幻读, 但该隔离级别在实际中很少使用!