MYSQL如何解决幻读
第一部分
首先要了解下mysql数据库的事务特征之一隔离级别:
READ UNCOMMITTED(未提交读):
在READUNCOMMITTED级别,事务中的修改,即使没有提交,对其他事务也都是可见的。事务可以读取未提交的数据,这也被称为脏读(DirtyRead)。这个级别会导致很多问题,从性能上来说,READUNCOMMITTED不会比其他的级别好太多,但却缺乏其他级别的很多好处,除非真的有非常必要的理由,在实际应用中一般很少使用。
READ COMMITTED( 提交读)
大多数数据库系统的默认隔离级别都是READCOMMITTED(但MySQL不是)。READCOMMITTED满足前面提到的隔离性的简单定义:一个事务开始时,只能“看见”已经提交的事务所做的修改。换句话说,一个事务从开始直到提交之前,所做的任何修改对其他事务都是不可见的。这个级别有时候也叫做不可重复读(nonrepeatableread),因为两次执行同样的查询,可能会得到不一样的结果。
REPEATABLE READ( 可重复读)
REPEATABLEREAD解决了脏读的问题。该级别保证了在同一个事务中多次读取同样记录的结果是一致的。但是理论上,可重复读隔离级别还是无法解决另外一个幻读(PhantomRead)的问题。所谓幻读,指的是当某个事务在读取某个范围内的记录时,另外一个事务又在该范围内插入了新的记录,当之前的事务再次读取该范围的记录时,会产生幻行(PhantomRow)。InnoDB和XtraDB存储引擎通过多版本并发控制(MVCC,MultiversionConcurrencyControl)解决了幻读的问题。本章稍后会做进一步的讨论。可重复读是MySQL的默认事务隔离级别。
SERIALIZABLE(可串行化)
SERIALIZABLE是最高的隔离级别。它通过强制事务串行执行,避免了前面说的幻读的问题。简单来说,SERIALIZABLE会在读取的每一行数据上都加锁,所以可能导致大量的超时和锁争用的问题。实际应用中也很少用到这个隔离级别,只有在非常需要确保数据的一致性而且可以接受没有并发的情况下,才考虑采用该级别。
第二部分
MVCC是如何解决幻读的呢,来,
MySQL的大多数事务型存储引擎实现的都不是简单的行级锁。基于提升并发性能的考虑,它们一般都同时实现了多版本并发控制(MVCC)。不仅是MySQL,包括Oracle、PostgreSQL等其他数据库系统也都实现了MVCC,但各自的实现机制不尽相同,因为MVCC没有一个统一的实现标准。
可以认为MVCC是行级锁的一个变种,但是它在很多情况下避免了加锁操作,因此开销更低。虽然实现机制有所不同,但大都实现了非阻塞的读操作,写操作也只锁定必要的行。
MVCC的实现,是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的。也就是说,不管需要执行多长时间,每个事务看到的数据都是一致的。根据事务开始的时间不同,每个事务对同一张表,同一时刻看到的数据可能是不一样的。如果之前没有这方面的概念,这句话听起来就有点迷惑。熟悉了以后会发现,这句话其实还是很容易理解的。
前面说到不同存储引擎的MVCC实现是不同的,典型的有乐观(optimistic)并发控制控制和悲观(pessimistic)并发控制。
下面我们通过InnoDB的简化版行为来说明MVCC是如何工作的。
InnoDB的MVCC,是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的。这两个列,一个保存了行的创建时间,一个保存行的过期时间(或删除时间)。当然存储的并不是实际的时间值,而是系统版本号(systemversionnumber)。每开始一个新的事务,系统版本号都会自动递增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号,用来和查询到的每行记录的版本号进行比较。下面看一下在REPEATABLEREAD隔离级别下,MVCC具体是如何操作的。
SELECT InnoDB会根据以下两个条件检查每行记录:InnoDB只查找版本早于当前事务版本的数据行(也就是,行的系统版本号小于或等于事务的系统版本号),这样可以确保事务读取的行,要么是在事务开始前已经存在的,要么是事务自身插入或者修改过的。行的删除版本要么未定义,要么大于当前事务版本号。这可以确保事务读取到的行,在事务开始之前未被删除。只有符合上述两个条件的记录,才能返回作为查询结果。
INSERT InnoDB为新插入的每一行保存当前系统版本号作为行版本号。
DELETE InnoDB为删除的每一行保存当前系统版本号作为行删除标识。
UPDATE InnoDB为插入一行新记录,保存当前系统版本号作为行版本号,同时保存当前系统版本号到原来的行作为行删除标识。保存这两个额外系统版本号,使大多数读操作都可以不用加锁。这样设计使得读数据操作很简单,性能很好,并且也能保证只会读取到符合标准的行。不足之处是每行记录都需要额外的存储空间,需要做更多的行检查工作,以及一些额外的维护工作。MVCC只在REPEATABLEREAD和READCOMMITTED两个隔离级别下工作。其他两个隔离级别都和MVCC不兼容(4),因为READUNCOMMITTED总是读取最新的数据行,而不是符合当前事务版本的数据行。而SERIALIZABLE则会对所有读取的行都加锁。
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