MySQL 如何实现可重复读？

MySQL 可重复读的实现原理

1. 多版本并发控制（MVCC）

MySQL 的 InnoDB 存储引擎通过多版本并发控制（MVCC）机制实现了可重复读。MVCC 通过在数据行上存储版本信息，使得读操作可以访问到在当前事务开始时的数据快照，从而保证了事务的隔离性。

2. 隐藏列

InnoDB 在每行记录后面保存两个隐藏的列：

• DB_TRX_ID：记录创建该行的事务的事务ID。
• DB_ROLL_PTR：指向该行的回滚指针，用于指向该行的旧版本。

3. 读视图（ReadView）

当一个事务开始时，InnoDB 会创建一个读视图（ReadView），该视图包含了事务开始时所有已提交数据版本的信息。读视图的主要内容包括：

• min_trx_id：在创建读视图时，系统中活跃事务的最小事务ID。
• max_trx_id：在创建读视图时，系统中活跃事务的最大事务ID。
• m_ids：在创建读视图时，系统中活跃事务的事务ID列表。

4. 版本链

每次对数据进行修改时，InnoDB 会生成一个新的数据版本，并将旧版本的数据通过回滚指针链接起来，形成一个版本链。读操作时，事务会根据读视图中的信息，沿着版本链查找符合读视图条件的数据版本。

案例说明

案例 1：避免不可重复读

假设有一个表 inventory，初始数据如下：

CREATE TABLE inventory (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    product_name VARCHAR(255) NOT NULL,
    quantity INT NOT NULL
);
INSERT INTO inventory (product_name, quantity) VALUES ('商品A', 10);

1. 事务A 开始：

   START TRANSACTION;
   SELECT quantity FROM inventory WHERE product_name = '商品A';
   -- 查询结果：quantity = 10
   

2. 事务B 开始并修改数据：

   START TRANSACTION;
   UPDATE inventory SET quantity = quantity - 1 WHERE product_name = '商品A';
   COMMIT;
   

3. 事务A 再次查询：

   SELECT quantity FROM inventory WHERE product_name = '商品A';
   -- 查询结果：quantity = 10
   COMMIT;
   

在这个案例中，事务A在事务B提交修改后，仍然看到的是初始的库存数量10，这是因为事务A使用了MVCC机制，读取的是事务开始时的数据快照。

案例 2：避免幻读

假设有一个表 account，初始数据如下：

CREATE TABLE account (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(255) NOT NULL,
    balance INT NOT NULL
);
INSERT INTO account (name, balance) VALUES ('lilei', 400), ('hanmei', 500);

1. 事务A 开始：

   START TRANSACTION;
   SELECT * FROM account;
   -- 查询结果：lilei 400, hanmei 500
   

2. 事务B 插入新数据并提交：

   START TRANSACTION;
   INSERT INTO account (name, balance) VALUES ('zhangsan', 600);
   COMMIT;
   

3. 事务A 再次查询：

   SELECT * FROM account;
   -- 查询结果：lilei 400, hanmei 500
   COMMIT;
   

在这个案例中，事务A在事务B插入新数据后，仍然看到的是初始的两条记录，这是因为事务A使用了MVCC机制，读取的是事务开始时的数据快照。

说明

• 快照读：在可重复读隔离级别下，SELECT 操作是快照读，读取的是事务开始时的数据快照，不会看到其他事务在当前事务开始后对数据的修改。
• 当前读：INSERT、UPDATE 和 DELETE 操作是当前读，会读取最新的数据版本，并且会更新版本号。
• 幻读：虽然可重复读可以避免不可重复读，但仍然可能遇到幻读问题。幻读是指在一个事务中，多次查询满足某个条件的记录，由于其他事务插入了新记录，导致查询结果集的行数不同。InnoDB 通过间隙锁（Gap Lock）和 next-key 锁（Next-Key Lock）来部分解决幻读问题。

通过上述原理和案例，可以更好地理解 MySQL 的可重复读隔离级别是如何通过 MVCC 机制实现的。