MySQL 實戰 | 08 懵逼，可重複讀好像失效了？

我們之前學習了隔離級別和鎖，在隔離級別裡有一個可重複讀，鎖裡有個行鎖。

可重複讀：事務期間，看不懂別的事務的更新；
行鎖：有事務 1 在更新某行資料時，若有其他事務 2 進來，會被鎖住

矛盾來了：事務 2 等待結束，獲取到行鎖時，看到的是哪個資料呢？

按可重複讀隔離級別來說，看到的應該是事務啟動時的最新資料，即事務 1 修改之前的資料；

但是這樣不就造成了事務 1 的修改丟失了嗎？

話不多說，我們先手動實驗一把。

實驗

我們建個表先：

mysql> CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `k` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;
insert into t(id, k) values(1,1),(2,2);

然後做如下操作：

說明：
1、begin/start transaction 執行後其實並不會立即啟動事務，執行第一個操作 InnoDB 表的語句時才會真正啟動；
2、顯示啟動事務：start transaction with consistent snapshot

很容易看到實驗結果：

A 讀到的值是 1
B 讀到的值是 3

看上去 B 事務違反了可重複讀隔離級別的概念，為啥呢？

原因探索

之前在學習事務隔離級別時，我們接觸到了一個「檢視」的概念，這個檢視和我們平常接觸的 view 檢視並不一樣。

MySQL 中的兩個「檢視」的區別

一、常說的檢視：view

① 是用查詢語句定義的虛擬表；
② 在呼叫時執行查詢，並生成結果；
③ 建立方法：create view...；

二、MVCC 中的一致性檢視（consistent read view）

① 用於支援隔離級別的實現：RC（Read Committed，讀提交）和 RR（Repeatable Read，可重複讀）
② 沒有物理結構，作用是事務執行期間用來定義我能看到什麼資料；
③ 其中，可重複讀：每個事務啟動是都會重建讀檢視，整個事務存在期間都用這個檢視；

快照是什麼

很多文章都會說可重複讀隔離級別下，事務啟動時會生成整個庫的快照。

那麼這個快照是什麼？

我們要先了解下資料的版本問題：

其實每個事務都有一個標識 id：trx_id，是在事務啟動時向儲存引擎的事務系統申請的，並且是按照申請順序嚴格遞增的。

每行資料都有版本的概念，這裡的版本其實就是修改歷史，而這個修改歷史是跟事務掛鉤的，比如：

如圖所示，一行資料被多次事務修改時，這行資料會儲存多個版本，如 V1、V2、V3 等。

每個版本會記錄了關聯的事務 id，這裡的版本並不是物理上存在的，需要根據版本號+undo log 來獲取。

其實，快照就是版本號的集合。

事務啟動時發生了什麼

可重複讀隔離級別下，事務的屬性是這樣的：可以看到所有已提交的更新，所有未提交的更新都不能看到。對於同一行資料，以最新一次的事務提交為資料基準。

另外，事務啟動後，很可能存在其他活躍事務（啟動且未提交），我們把這些活躍事務的 id 組成一個陣列，並且記陣列中 trx_id 最小的記為低水位，trx_id 最大的記為高水位。

因此，所有的事務 id 可以分成下圖這種：

trx_id 在綠色部分，已提交，可見
在紅色部分，未提交，不可見
黃色部分

trx_id 在陣列中，未提交，不可見
trx_id 不在陣列中，已提交，可見

舉個例子

1、假設有一組事務 id：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]；

2、其中已提交（可見）：[1, 2, 3, 6, 7]，未開始的（不可見）：[10, 11, 12]，當前 id：[8]

3、那麼活躍 id 陣列（不可見）：[4, 5, 9]，高水位：9，低水位：4；

4、高低水位之間既有已提交但不在陣列中的（可見）：[6, 7]，又有活躍的（不可見）：[4, 5, 9]

實驗覆盤

按照上面的陣列和水位的概念，我們來捋一下文章開頭的實驗。

首先，假設事務 A 的 id 為 10，啟動後，A 的活躍陣列就是 [10]；

接下來是事務 B，id 為 11，啟動後，B 的活躍陣列是 [10, 11]；

最後是 C，id 為 12，啟動後，活躍陣列是 [10, 11, 12]；

C 處理完畢後，直接提交事務；k 的值由 1 變為 2，

此時就儲存了兩個版本的資料：（事務id-9, 1），（事務id-12, 2）

接下來 B 來處理，它會將 k 的值更新為 3，此時就有三個版本的資料：（事務id-9, 1），（事務id-12, 2）,（事務id-11, 3）

最後 A 事務，由於 A 啟動時，B、C 事務都未提交，所以它們的資料更新對於 A 來說都是看不到的，因此 A 獲取到的結果是 1。

更新的邏輯

不知道你注意到沒有，上面的覆盤中，有一個重要的點，我們沒有說。

按照可重複讀的邏輯，B 執行更新時，看到的 k 的值應該是 1，執行更新的話，就直接造成了 C 操作中的資料丟失。

但是事務 B 在更新時，為什麼讀取到了事務 C 更新的資料？

這裡有一條規則，就是更新資料都是先讀後寫的，而這個讀，只能讀當前的最新值，稱為當前讀（current read），

即，更新資料時總是讀取已經提交完成的最新版本。

另外，除了 update 語句外，select 語句如果加鎖，也是當前讀。

讀鎖（S 鎖，共享鎖）：mysql> select k from t where id=1 lock in share mode;
寫鎖（X 鎖，排他鎖）：mysql> select k from t where id=1 for update;

總結

可重複讀的能力是怎麼實現的？

把握以下幾點：

1、可重複讀的核心就是一致性讀（consistent read）；

2、而事務更新資料的時候，只能用當前讀。

3、如果當前的記錄的行鎖被其他事務佔用的話，就需要進入鎖等待。

另外，本文的幾個重要概念：

1、一致性檢視，保證了當前事務從啟動到提交期間，讀取到的資料是一致的（包括當前事務的修改）。

2、當前讀，保證了當前事務修改資料時，不會丟失其他事務已經提交的修改。

3、兩階段鎖協議，保證了當前事務修改資料時，不會丟失其他事務未提交的修改。

4、RR 是透過事務啟動時建立一致性識圖來實現，RC 是語句執行時建立一致性識圖來實現

課後題目

我們用下面的語句初始化一個表：

mysql> CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `c` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;
insert into t(id, c) values(1,1),(2,2),(3,3),(4,4);

你是否可以嘗試製造出下面的「詭異」現象？