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mysql是怎么重复读的 mysql脏读幻读重复读

08 - MySQL之可重复读详解

前面讲过,如果是可重复读隔离级别,事务 T 启动的时候会创建一个视图 read-view,之后事务 T 执行期间,即使有其他事务修改了数据,事务 T 看到的仍然跟在启动时看到的一样。也就是说,一个在可重复读隔离级别下执行的事务,好像与世无争,不受外界影响。

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上文又提到,一个事务要更新一行,如果刚好有另外一个事务拥有这一行的行锁,它又不能这么超然了,会被锁住,进入等待状态。问题是,既然进入了等待状态,那么等到这个事务自己获取到行锁要更新数据的时候,它读到的值又是什么呢?

mysql 解决可提交读、可重复读、幻读

这张图本人觉得总结得挺好的,在一般的互联网项目中,基本上用的都是Innodb引擎,一般只涉及到的都是行级锁,但是如果sql语句中不带索引进行操作,可能会导致锁表,这是不推荐的,性能非常低,可能会导致全表扫描等,行锁的具体实现算法有以下几种mysql特有的锁:

Record Lock(记录锁):单个行记录的锁,一般是唯一索引或者主键上的加锁

Gap Lock(间隙锁):锁定一个区间,但是不包括自身,开区间的锁,RR级别才会有间隙锁,间隙锁的唯一目的是防止区间数据的插入,所以间隙锁与间隙锁之间是不会相互阻塞的

Next-key Lock(临键锁):与间隙锁的区别是包括自身,是左开右闭区间,RR级别才会有

加锁规则里面,包含了两个“原则”、两个“优化”和一个“bug”。

原则 1:加锁的基本单位是 next-key lock,希望你还记得,next-key lock 是前开后闭区间。

原则 2:查找过程中访问到的对象才会加锁。

优化 1:索引上的等值查询,给唯一索引加锁的时候,next-key lock 退化为行锁。

优化 2:索引上的等值查询,向右遍历时且最后一个值不满足等值条件的时候,next-key lock 退化为间隙锁。

一个 bug:唯一索引上的范围查询会访问到不满足条件的第一个值为止。

举例来说明上述的原则:

建表

插入数据:

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:锁表

因为d字段上没有建索引,所以涉及该字段的查询加锁会锁住整个表

因为d字段上面没有建立索引,所以事务1执行后会导致整个表被锁,后面所有的操作都会在等待整个表锁被释放

例子2:主键/唯一索引 记录锁

id字段为主键,而且事务1查询命中了唯一的记录,默认是加Next-key Lock,区间是(0,5],但是根据优化1,唯一索引/主键上的等值查询,会退化为行锁,所以只会锁5这个记录。

例子3:主键/唯一索引上的间隙锁

由于表 t 中没有 id=7 的记录,所以用我们上面提到的加锁规则判断一下的话:根据原则 1,加锁单位是 next-key lock,事务1加锁范围就是 (5,10];同时根据优化 2,这是一个等值查询 (id=7),而 id=10 不满足查询条件,next-key lock 退化成间隙锁,因此最终加锁的范围是 (5,10),所以事务2会阻塞,事务3执行成功。

例子4:普通索引上的间隙锁

c字段是普通索引,事务1执行时默认是对区间(0,5]加间隙锁,根据优化2,非唯一索引/主键会继续向右遍历,找到10,所以最终的加锁为(0,5]的Next-Key锁+(5,10)的间隙锁,所以事务2阻塞,事务3成功。

例子5:间隙锁与行锁

事务1默认的Next-Key锁区间是(0,5],根据优化2会向右遍历,找到不满足查询条件的10,退化成间隙锁,所以事务1的锁是(0,5]的Next-Key锁+(5,10)的间隙锁,这两个锁与行锁是冲突的,而事务2申请的Next-Key锁是和事务1一样,但是c=5的行锁与事务1冲突,所以产生了阻塞,如果改为update t set d=1000 where c=6;因为此时产生的间隙锁为(5,10),而间隙锁与间隙锁是不冲突的,不会产生阻塞

例子6:lock in share mode锁覆盖索引

事务1存在覆盖索引的情况,不会去回表,lock in share mode这种情况下只会锁c字段索引,而事务2是对主键加行锁,所以两者不存在冲突。

例子7:主键/唯一索引上的范围查询

开始执行的时候,要找到第一个 id=10 的行,因此本该是 Next-Key Lock(5,10],根据优化 1, 主键 id 上的等值条件,退化成行锁,只加了 id=10 这一行的行锁。范围查找就往后继续找,找到 id=15 这一行停下来,因此需要加 Next-Key Lock(10,15],所以事务3是冲突的。

例子8:普通索引上的范围查询

开始执行时,找到第一个满足条件的行10,加锁Next-Key Lock(5,10],因为不是唯一索引,所以不会退化,继续向后面找,找到15这一行停下来,因此需要加 Next-Key Lock(10,15],因为是范围查询,所以锁不会退化。

快照读: 通过MVCC实现,该技术不仅可以保证innodb的可重复读,而且可以防止幻读,但是他读取的数据虽然是一致的,但是数据是历史数据。

简单的select操作(不包括 select … lock in share mode, select … for update)

当前读: 要做到保证数据是一致的,同时读取的数据是最新的数据,innodb提供了next-key lock,即gap锁与行锁结合来实现。

select … lock in share mode

select … for update

insert

update

delete

自己理解:

简单的select是快照读,快照读实现可提交读,可重复读和幻读是通过MVCC+ReadView实现的,而当前读实现这几种是通过锁来实现的,为了说明具体原理,下面介绍下MVCC和ReadView概念,所以简单的select是通过乐观锁实现的,当前读是通过悲观锁实现的。

参考文章:

MySQL可重复读防止幻读

接上篇 事务隔离级别和幻读 ,留了个坑,没想到竟然过了10天,时间不注意真的过的好快。顺便提下,图片链接是属于网站的,开发自己的图床迫在眉睫,万一哪天迁移就要做很多额外工作,一些概念或者思路用图片表达更直观清楚。

回到正题,之前提到一般情况下MySQL的InnoDB引擎在可重复读的情况下是没法保证不出现幻读的,但实际情况是MySQL可以通过加锁来防止幻读的出现,这种锁定通过Next-key机制来实现,是属于记录锁和间隙锁(Gap锁)的结合。

引申,行级别锁的三种算法:

举个存在唯一索引和辅助索引的例子做说明:

执行 select * from test where b = 3 for update

存在两个索引,分别加锁,唯一主键列a加record lock , 辅助索引列b加next-key lock (1,3) 以及给下一个值的区间(3,6)加gap锁;

因此在另一个事务里执行以下语句都会阻塞,具体分析:

第一个阻塞因为加了唯一索引的record lock a = 5;

第二个主键插入4,符合条件,但是根据辅助索引b 的范围, b = 2 在(1,3)中,同样阻塞;

第三个a =6 不在主键a锁定范围,b = 5 也不在辅助索引b 的范围(1,3)中,但在另一个gap锁范围(3,6)中,因此也阻塞;

这种锁定情形下,可以执行的包括类似语句:

insert的特殊情况

对于insert 会检查下一条记录是否被锁定,如上述例子有 select * from test where b = 3 for update 插入 insert into test select 2,2 会检测到b = 3 已经被锁定,而 insert into test select 2,0 可以执行;

[1]:《MySQL技术内幕:InnoDB存储引擎》-第六章:锁

mysql是如何实现可重复读的?

一个事务要更新一行,如果刚好有另外一个事务拥有这一行的行锁,会被锁住,进入等待状态。既然进入了等待状态,那么等到这个事务自己获取到行锁要更新数据的时候,它读到的值又是什么呢?

可重复读隔离级别下,事务在启动的时候就“拍了个整个库的快照”。如果一个库有100G,那么我启动一个事务,MySQL就要拷⻉100G的数据出来,这个过程得多慢啊。但是平时事务执行起来却是非常快的。不是全部拷贝出来那是怎么实现的呢?

InnoDB里面每个事务有一个唯一的事务ID,叫作transaction id。它是在事务开始的时候向InnoDB的事务系统申请的,是按申请顺序严格递增的。

而每行数据也都是有多个版本的。每次事务更新数据的时候,都会生成一个新的数据版本,并且把transaction id赋值给这个数 据版本的事务ID,记为row trx_id。同时,旧的数据版本要保留,并且在新的数据版本中,能够有信息可以直接拿到它。

数据表中的一行记录,其实可能有多个版本(row),每个版本有自己的row trx_id。

图中虚线框里是同一行数据的4个版本,当前最新版本是V4,k的值是22,它是被transaction id 为25的事务更新的,因此它的row trx_id也是25。语句更新会生成undo log(回滚日志),图中的三个虚线箭头,就是undo log。

按照可重复读的定义,一个事务启动的时候,能够看到所有已经提交的事务结果。但是之后,这个事务执行期间,其他事务的更新对它不可⻅。

一个事务只需要在启动的时候声明说,“以我启动的时刻为准,如果一个数据版本是在我启动之前生成的,就认;如果是我启动以后才生成的,我就不认,我必须要找到它的上一个版本”。

如果“上一个版本”也不可⻅,那就得继续往前找。如果是这个事务自己更新的数据,它自己还是要认的。

在实现上, InnoDB为每个事务构造了一个数组,用来保存这个事务启动瞬间,当前正在“活跃”的所有事务ID。“活跃”指的就 是,启动了但还没提交。数组里面事务ID的最小值记为低水位,当前系统里面已经创建过的事务ID的最大值加1记为高水位。 这个视图数组和高水位,就组成了当前事务的一致性视图(read-view)。而数据版本的可⻅性规则,就是基于数据的row trx_id和这个一致性视图的对比结果得到的。

InnoDB利用了“所有数据都有多个版本”的这个特性,实现了“秒级创建快照”的能力。

回到我们最开始的表格,看看最后执行的结果是多少。做如下假设:

事务A的视图数组就是[99,100], 事务B的视图数组是[99,100,101], 事务C的视图数组是[99,100,101,102]。为了简化分析,我先把其他干扰语句去掉,只画出跟事务A查询逻辑有关的操作:

第一个有效更新是事务C,把数据从(1,1)改成了(1,2)。这时候,这个数据的最新版本的row trx_id是102,而90这个版本已经成为了历史版本。 第二个有效更新是事务B,把数据从(1,2)改成了(1,3)。这时候,这个数据的最新版本(即row trx_id)是101,而102又成为了历史版本。

事务B的update语句,如果按照一致性读,好像结果不对哦?

事务B的视图数组是先生成的,之后事务C才提交,不是应该看不⻅(1,2)吗,怎么能算出(1,3)来?

事务B在更新之前查询一次数据,这个查询返回的k的值确实是1。 但是,当它要去更新数据的时候,就不能再在历史版本上更新了,否则事务C的更新就丢失了。因此,事务B此时的set k=k+1是在(1,2)的基础上进行的操作。 所以,这里就用到了这样一条规则:更新数据都是先读后写的,而这个读,只能读当前的值,称为 “当前读” ( current read )。

在更新的时候,当前读拿到的数据是(1,2),更新后生成了新版本的数据(1,3),这个新版本的row trx_id是101。

所以,在执行事务B查询语句的时候,一看自己的版本号是101,最新数据的版本号也是101,是自己的更新,可以直接使用, 所以查询得到的k的值是3。

select语句如果加锁,也是当前读。

如果把事务A的查询语句select * from t where id=1修改一下,加上lock in share mode 或 for update,也都可以读到版本号是101的数据,返回的k的值是3。下面这两个select语句,就是分别加了读锁(S锁,共享锁)和写锁(X锁,排他锁)。

事务C’的不同是,更新后并没有⻢上提交,在它提交前,事务B的更新语句先发起了。前面说过了,虽然事务C’还没提交,但是(1,2)这个版本也已经生成了,并且是当前的最新版本。那么,事务B的更新语句会怎么处理呢?

两阶段锁协议,事务C’没提交,也就是说(1,2)这个版本上的写锁还没释放。 而事务B是当前读,必须要读最新版本,而且必须加锁,因此就被锁住了,必须等到事务C’释放这个锁,才能继续它的当前读。

回到最初的问题,事务的可重复读的能力是怎么实现的?

mysql可重复读的幻读解决方案

首先需要明确的就是“幻读”概念: 隔离级别是可重复读,在一个事务中前后两次查询,查到了其他事务insert进来的数据。

强调的是读取到了其他事务插入进来的数据。

下面来论证一下可重复读下幻读的解决方案

先明确一下,for update语法就是当前读,也就是查询当前已经提交的数据,并且是带悲观锁的。没有for update就是快照读,也就是根据readView读取的undolog中的数据。

如果按照以上猜想,那么整个执行结果就违背了 可重复读 的隔离级别了。

那么我们再假设select * from TABLE where d = 5 for update;这条语句锁定的是所有被扫描到的数据。

这是因为T2阶段的update会被阻塞住,毕竟所有被扫描到的记录都被锁定了。

按照上述推理过程,很显然,即使锁定所有扫描到的数据行,也依然存在幻读的情况。违背了 可重复读 的隔离级别。

针对这个情况,我们要解决幻读的问题,那么就要求针对所有被扫描的记录行以及还不存在的d=5的记录行都给锁住。

至此,当前查询结果完全满足 可重复读 的隔离级别。

通过以上推论,我们可以总结一下,在可重复读的隔离级别下,解决幻读除了需要锁定所有扫描到的记录行外,还需要锁定行之间的间隙,也就是通过间隙锁来解决幻读的问题。

mysql的重复读如何实

lock table 读锁定

如果一个线程获得在一个表上的read锁,那么该线程和所有其他线程只能从表中读数据,不能进行任何写操作。

lock tables user read;//读锁定表 unlock tables;//解锁 lock tables user read local;//本地读锁定表,其他线程的insert未被阻塞,update操作被阻塞

lock table 写锁定

如果一个线程在一个表上得到一个 write锁,那么只有拥有这个锁的线程可以从表中读取和写表。其它的线程被阻塞。

lock tables user write;//写锁定表 unlock tables;//解锁

Yii中的用法实例

/** * 当日单项内容状态 */ public function getPointAready($marke,$dayTime){ $model = SysRun::model()-findByAttributes(array('syr_marking'=$marke,'syr_daytime'=$dayTime)); if(empty($model)){ //表写锁定 Yii::app()-db-createCommand()-setText("lock tables {{sys_run}} WRITE")-execute(); $model = new SysRun(); $model-syr_marking = $marke; $model-syr_daytime = $dayTime; $model-syr_val = 0; $model-syr_subval = 0; $model-save(); //表解锁 Yii::app()-db-createCommand()-setText("unlock tables")-execute(); } return $model; }

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当前题目:mysql是怎么重复读的 mysql脏读幻读重复读
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