mysql幻读
程序员文章站
2022-03-04 13:57:21
...
表初始化
CREATE TABLE `t` (
`id` INT(11) NOT NULL,
`c` INT(11) DEFAULT NULL,
`d` INT(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `c` (`c`)
) ENGINE=InnoDB;
INSERT INTO t VALUES (0,0,0),(5,5,5),(10,10,10),(15,15,15),(20,20,20),(25,25,25);
定义与问题
定义
- 幻读:在同一个事务内,前后两次查询同一范围的时候,后一次查询看到了前一次查询没有看到的行。幻读专指新插入的行
- 在RR隔离级别下,普通查询是快照读,是看不到其他事务插入的数据的。幻读仅在当前读时才会出现
PS:以下问题1,2假设 假设SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE;
只会在id=5这一行上加X Lock
问题1 破坏语义
隔离级别为rc read commit:
PS:实验环境是mysql8,打开三个session SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
设置当前session的隔离级别为rc。
假设SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE;
只会在id=5这一行上加X Lock,执行时序如下:
时刻 | sessionA | sessionB | sessionC |
---|---|---|---|
T1 | BEGIN;SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE;result:(5,5,5) |
||
T2 | UPDATE t SET d=5 WHERE id=0;UPDATE t SET c=5 WHERE id=0; |
||
T3 | SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE;result:(0,5,5),(5,5,5) |
||
T4 | INSERT INTO t VALUES (1,1,5);UPDATE t SET c=5 WHERE id=1; |
||
T5 | SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE;result:(0,5,5),(1,1,5),(5,5,5) |
||
T6 | commit; |
- T1返回id=5这1行
- T3返回id=0和id=5这2行
- id=0不是幻读,因为不是新插入的行
- T5返回id=0、id=1和id=5的这三行
- id=1是幻读,因为这是新插入的行
- 显然只有行锁(RC)是无法解决幻读问题的
问题2 破坏数据一致性
时刻 | sessionA | sessionB | sessionC |
---|---|---|---|
T1 | BEGIN;SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE;UPDATE t SET d=100 WHERE d=5; |
||
T2 | UPDATE t SET d=5 WHERE id=0;UPDATE t SET c=5 WHERE id=0; |
||
T3 | SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE; |
||
T4 | INSERT INTO t VALUES (1,1,5);UPDATE t SET c=5 WHERE id=1; |
||
T5 | SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE; |
||
T6 | commit; |
- UPDATE与SELECT…FOR UPDATE的加锁语义一致(X Lock)
- T1时刻,id=5这一行变成了(5,5,100),在T6时刻才正式提交
- T2时刻,id=0这一行变成了(0,5,5)
- T4时刻,新插入了一行(1,5,5)
上述语句对应的binlog
1. T2时刻,session B事务提交,写入两条语句
2. T4时刻,session C事务提交,写入两条语句
3. T6时刻,session A事务提交,写入UPDATE t SET d=100 WHERE d=5;
UPDATE t SET d=5 WHERE id=0; -- (0,0,5)
UPDATE t SET c=5 WHERE id=0; -- (0,5,5)
INSERT INTO t VALUES (1,1,5); -- (1,1,5)
UPDATE t SET c=5 WHERE id=1; -- (1,5,5)
UPDATE t SET d=100 WHERE d=5; -- 所有d=5的行,d改成100
- 该binlog如果在备库上执行,最终结果为(0,5,100),(1,5,100),(5,5,100),id=0和id=1这两行数据会与主库不一致
- 原因:SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE;只给id=5这一行X Lock
假设加强行锁 假设扫描过程中所有碰到的行,都加上X Lock
时刻 | sessionA | sessionB | sessionC |
---|---|---|---|
T1 | BEGIN;SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE;UPDATE t SET d=100 WHERE d=5; |
||
T2 | UPDATE t SET d=5 WHERE id=0;(blocked)UPDATE t SET c=5 WHERE id=0; |
||
T3 | SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE; |
||
T4 | INSERT INTO t VALUES (1,1,5);UPDATE t SET c=5 WHERE id=1; |
||
T5 | SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE; |
||
T6 | commit; |
- session A把所有的行都加了X Lock,因此session B在执行第一个update语句时被锁住了
- 需要等到T6时刻,session A提交之后,session B才能继续执行
对于id=0这一行,在数据库中的最终结果还是(0,5,5)
对应binlog
INSERT INTO t VALUES (1,1,5); -- (1,1,5)
UPDATE t SET c=5 WHERE id=1; -- (1,5,5)
UPDATE t SET d=100 WHERE d=5; -- 所有d=5的行,d改成100
UPDATE t SET d=5 WHERE id=0; -- (0,0,5)
UPDATE t SET c=5 WHERE id=0; -- (0,5,5)
- id=0这一行的最终结果也是(0,5,5),因此id=0这一行的数据是一致的
- 对于id=1这一行数据而言,在数据库端的结果为(1,5,5),而根据binlog的执行结果是(1,5,100),数据不一致
- 并且依然存在幻读
- 原因:只能给加锁时存在的行加X Lock
- 在T3时刻,在给所有的行加X Lock时,此时id=1这一行还不存在,因此也就加不上X Lock了
- 即使在所有的记录都加上了X Lock,依旧阻止不了插入新纪录
解决方案
Gap Lock
- 产生幻读的原因:行锁只能锁住行,新插入记录这个动作,要更新的是记录之间的间隙
- 为了解决幻读,InnoDB引入了新的锁:间隙锁(Gap Lock)
表初始化,插入了6个记录,产生了7个间隙
- SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE;
- 给已有的6个记录加上X Lock,同时还会加上7个Gap Lock,这样就确保无法再插入新纪录
- 上锁实体
- 数据行
- 数据行之间的间隙
冲突关系
行锁
SLock 共享锁与XLock排它锁
SLock | XLock | |
---|---|---|
SLock | 兼容 | 冲突 |
XLock | 冲突 | 冲突 |
间隙锁
Gap Lock是在RR隔离级别下才生效的(在RC隔离级别是没有Gap Lock的)
跟间隙锁存在冲突关系的是往这个间隙插入一个记录的操作_,间隙锁之间不会相互冲突
如果你要尝试下面的例子,你必须先将隔离级别改回来。SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
SessionA | SessionB |
---|---|
BEGIN;SELECT * FROM t WHERE c=7 LOCK IN SHARE MODE; |
|
BEGIN;SELECT * FROM t WHERE c=7 FOR UPDATE; |
- session B并不会被阻塞,因为表t里面并没有c=7的记录
- 因此session A加的是间隙锁(5,10),而session B也是在这个间隙加间隙锁
- 两个session有共同的目标: 保护这个间隙,不允许插入值,但两者之间不冲突
Next-Key Lock
- 间隙锁和行锁合称Next-Key Lock,每个Next-Key Lock都是左开右闭区间
- SELECT * FROM t WHERE d=5 FOR UPDATE;形成了7个Next-Key Lock,分别是
- (-∞,0],(0,5],(5,10],(10,15],(15,20],(20,25],(25,+supremum]
- +supremum:InnoDB给每一个索引加的一个不存在的最大值supremum
- 约定:Gap Lock为左开右开区间,Next-Key Lock为左开右闭区间
可能死锁
-- 并发执行
-- 死锁并不是大问题,回滚重试即可
BEGIN;
SELECT * FROM t WHERE id=N FOR UPDATE;
-- 如果行不存在
INSERT INTO t VALUES (N,N,N);
-- 如果行存在
UPDATE t SET d=N SET id=N;
COMMIT;
SessionA | SessionB |
---|---|
BEGIN;SELECT * FROM t WHERE id=9 FOR UPDATE; |
|
` BEGIN; | |
SELECT * FROM t WHERE id=9 FOR UPDATE;` | |
INSERT INTO t VALUES (9,9,9);(blocked) |
|
INSERT INTO t VALUES (9,9,9);(Deadlock fund) |
- session A执行SELECT * FROM t WHERE id=9 FOR UPDATE;,id=9这一行不存在,会加上间隙锁(5,10)
- session B执行SELECT * FROM t WHERE id=9 FOR UPDATE;,间隙锁之间不冲突,同样会加上间隙锁(5,10)
- session B试图插入一行(9,9,9),被session A的间隙锁阻塞
- session A试图插入一行(9,9,9),被session B的间隙锁阻塞,两个session相互等待,形成死锁
- InnoDB的死锁检测很快就会发现死锁,并让session A的insert语句报错返回
- 解决方案:假如只有一个唯一索引,可以用INSERT … ON DUPLICATE KEY UPDATE来替代
小结
- 引入Gap Lock,会导致同样的语句锁住更大的范围,影响并发度
- Gap Lock是在RR隔离级别下才生效的(在RC隔离级别是没有Gap Lock的)
- 解决数据与日志不一致的另一个方案:RC + binlog_format=row
- 如果RC(没有Gap Lock,锁范围更小)隔离级别够用,业务并不需要可重复读的保证,可以选择RC
PS:参考资料 《MySQL实战45讲》
上一篇: Java包装类之实体类不要使用基本类型
下一篇: 要不要使用分区表