一文浅析MySQL怎么解决幻读问题

来源:这里教程网 时间:2026-02-28 15:54:24 作者:

mysql是如何解决幻读问题的?下面本篇文章就来带大家聊聊这个问题,下面就来带着问题一起看看文章吧!

一文浅析MySQL怎么解决幻读问题

  金不三,银不四的高频面试题中,MySQL的事务特性,隔离级别等问题也是非常经典八股文之一,面对此种问题,估计绝大数小伙伴也是信手拈来的事情:

事务特性(ACID)

原子性
Atomicity
)、
隔离性
Isolation
)、
一致性
Consistency
)和
持久性

隔离级别

读取未提交
READ UNCOMMITTED
),
读取已提交
READ COMMITTED
),
可重复读
REPEATABLE READ
),
可串行化
SERIALIZABLE

而每一种隔离级别导致的问题有:

READ UNCOMMITTED
隔离级别下,可能发生
脏读
不可重复读
幻读
问题
READ COMMITTED
隔离级别下,可能发生
不可重复读
幻读
问题,但是不可以发生
脏读
问题
REPEATABLE READ
隔离级别下,可能发生
幻读
问题,但是不可以发生
脏读
不可重复读
的问题
SERIALIZABLE
隔离级别下,各种问题都不可以发生

对于MySQL InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 REPEATABLE-READ(可重读),从上面的SQL标准的四种隔离级别定义可知,

REPEATABLE-READ(可重复读)
是不可以防止幻读的,但是我们都知道,MySQL InnoDB存储引擎是解决了幻读问题发生的,那他又是如何解决的呢?

1. 行格式

  在进入主题之前,我们先大致了解一下什么是行格式,这样有助于我们理解下面的MVCC,行格式是表中的行记录在磁盘的存放方式,

Innodb
存储引擎总共有4种不同类型的行格式:
compact
redundant
dynamic
compress
;虽然很很多行格式,但是在原理上,大体都相同,如下,为
compact
行格式:image.png  从图中可以看出来,一条完整的记录其实可以被分为
记录的额外信息
记录的真实数据
两大部分,
记录的额外信息
分别是
变长字段长度列表
NULL值列表
记录头信息
,而
记录的真实数据
除了我们自己定义的列之外,MySQL会为每个记录添加一些默认列,这些默认列又称为
隐藏列
,具体列如下:

列名 长度 描述
row_id 6个字节 行ID,唯一标识一条记录
transaction_id 6个字节 事务ID
roll_pointer 7个字节 回滚指针

隐藏列的值不用我们操心,

InnoDB
存储引擎会自己帮我们生成的,画得再详细一点,
compact
行格式如下:

image.png

transaction_id :事物id,当事物对行记录进行修改时,都会将本事物的事物id赋值到该列 roll_pointer:每次在对行记录进行改动的时候,都会把旧版本的数据写入undolog日志,
然后将roll_pointer
指向该
undolog
,所以该列相当于一个指针,通过该列,可以找到修改之前的信息

2. MVCC详解

2.1 版本链

假设有一条记录如下:image.png插入该记录的

事务id
80
roll_pointer
指针为NULL(为了便于理解,读者可理解为指向为NULL,实际上roll_pointer第一个比特位就标记着它指向的undo日志的类型,如果该比特位的值为1时,就代表着它指向的undo日志类型为insert undo)

假设之后两个

事务id
分别为
100
200
的事务对这条记录进行
UPDATE
操作:

 -- 事务id=100
 update person set grade =20 where id =1;
 update person set grade =40 where id =1;
 -- 事务id=200
 update person set grade =70 where id =1;

  每次对记录进行改动,都会记录一条

undo日志
,每条
undo日志
也都有一个
roll_pointer
属性(
INSERT
操作对应的
undo日志
没有该属性,因为该记录并没有更早的版本),可以将这些
undo日志
都连起来,串成一个链表,所以现在的情况就像下图一样:

image.png  对该记录每次更新后,都会将旧值放到一条

undo日志
中,就算是该记录的一个旧版本,随着更新次数的增多,所有的版本都会被
roll_pointer
属性连接成一个链表,我们把这个链表称之为
版本链
,版本链的头节点就是当前记录最新的值。另外,每个版本中还包含生成该版本时对应的
事务id

2.2 ReadView

  对于数据库的四种隔离级别:1)

read uncommitted
;2)
read committed
;3)
REPEATABLE READ
; 4)
SERIALIZABLE
;来说,
READ UNCOMMITTED
,每次读取版本链的最新数据即可;
SERIALIZABLE
,主要是通过加锁控制;而
read committed
REPEATABLE READ
都是读取已经提交了的事物,所以对于这两个隔离级别,核心问题是版本链中,哪些事物是对当前事物可见;为了解决这个问题,MySQL提出了read view 概念,其包含四个核心概念:

m_ids
:生成
read view
时候,活跃的事物id集合
min_trx_id
m_ids的最小值
,既生成read view的时候,活跃事物的最小值
max_trx_id
:表示生成
read view
的时候,系统应该分配下一个事物id值
creator_trx_id
:创建
read view
的事物id,即当前事物id。

有了这个

ReadView
,这样在访问某条记录时,只需要按照下边的步骤判断记录的某个版本是否可见:image.png

当记录的事物id等于
creator_trx_id
的时候,说明当前事物正在访问自己修改的记录,所以该版本可见
如果被访问的版本事物id小于
min_trx_id
的时候,则说明,在创建
read view
的时候,该事物已经提交,该版本,对当前事物可读
如果被访问的版本事物id大于或等于
max_trx_id
,则说明创建该
read view
的时候,该说明生成该版本记录的事物id在生成
Read view
之后才开启,所以该版本不能被当前事物可读
如果被访问的版本事物
transaction_id
m_ids
集合中,说明生成
Read view
的时候,该事物还是活跃的,还没有被提交,则该版本不可以被访问;如果不在,则说明创建
ReadView
时生成该版本的事务已经被提交,可以被访问

注:读事物的事物id为0

MySQL
中,
READ COMMITTED
REPEATABLE READ
隔离级别的的一个非常大的区别就是它们生成ReadView的时机不同:

READ COMMITTED
—— 每次读取数据前都生成一个
ReadView
REPEATABLE READ
—— 在第一次读取数据时生成一个
ReadView

下面我们通过详细例子来说明,两者有何不同:

时间编号
trx 100 trx 200
BEGIN;


BEGIN; BEGIN;

update person set grade =20 where id =1;

update person set grade =40 where id =1;
SELECT * FROM person WHERE id = 1;


COMMIT;


update person set grade =70 where id =1;
SELECT * FROM person WHERE id = 1;



COMMIT;
? COMMIT;

在时间④中,因事务

trx 100
执行了事务的提交,id=1行记录的版本链如下:

image.png在时间⑥中,因事务

trx 200
执行了事务的提交,id=1行记录的版本链如下:

image.png

在时间⑤,事务

trx 100
执行
select
语句时会先生成一个
ReadView
ReadView
m_ids
列表的内容就是
[100, 200]
min_trx_id
100
max_trx_id
201
creator_trx_id
0
,此时,从版本链中选可见的记录,版本链从上到下遍历:因为grade=40,
trx_id
值为
100
,在
m_ids
里,所以该记录不可见,同理,grade=20的也不见。继续往下遍历,grade=20,
trx_id
值为
80
,小于小于
ReadView
中的
min_trx_id
100
,所以这个版本符合要求,返回给用户的是等级为10的记录。

在时间⑧中,如果事务的隔离级别是

READ COMMITTED
,会单独又生成一个
ReadView
,该
ReadView
m_ids
列表的内容就是
[200]
min_trx_id
200
max_trx_id
201
creator_trx_id
0
,此时,从版本链中选可见的记录,版本链从上到下遍历:因为grade=70,
trx_id
值为
200
,在
m_ids
里,所以该记录不可见,继续往下遍历,grade=40,
trx_id
值为
100
,小于
ReadView
中的
min_trx_id
200
,所以这个版本是符合要求的,返回给用户的是是等级为40的记录。

在时间⑧中,如果事务的隔离级别是

REPEATABLE READ
,在时间⑧中,不会单独生成一个
ReadView
,而是沿用时间5的
ReadView
,所以返回给用户的等级是10。前后两次select得到的是一样的,这就是
可重复读
的含义。

3. 总结

  通过分析MVCC详解部分,可以得出,基于MVCC,在RR隔离级别下,很好解决了

幻读
问题,但是我们知道,
select for update
是产生当前读,不再是快照读,那么此种情况,MySQL又是怎么解决
幻读
问题的呢?基于时间问题(整理画图的确需要花比较多的时间),此处先给结论,后面再分析在当前读的情况下,MySQL是怎么解决
幻读
问题:

当前读 : 使用 Next-Key Lock(间隙锁) 进行加锁来保证不出现幻读

对于间隙锁是如何在当前读的情况下解决幻读问题的,感兴趣朋友可加个关注,点个赞

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