MySQL的RR隔离级别如何通过MVCC解决幻读？其实现机制是什么？

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MySQL的RR隔离级别如何通过MVCC解决幻读？其实现机制是什么？

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1. 关键点分析：
   - 首先要理解MySQL的RR（Repeatable Read）隔离级别和MVCC（Multi-Version Concurrency Control）多版本并发控制的概念。
   - 重点在于探究RR隔离级别下MVCC是怎样避免幻读现象的，以及其背后的具体实现原理。
2. 解决方案：
   - 在RR隔离级别下，MVCC通过在每行记录后面存储两个隐藏列来实现对幻读的解决。这两个隐藏列分别是trx_id（记录创建这条记录的事务ID）和roll_pointer（指向该记录的undo日志的指针）。
   - 当一个事务开启时，会生成一个唯一的事务ID。在进行读取操作时：
   • 对于普通的SELECT操作，InnoDB存储引擎会读取符合条件的记录的可见版本。可见版本的判断依据是：如果一条记录的trx_id小于当前事务ID，那么这条记录对当前事务是可见的；如果trx_id等于当前事务ID，那么这条记录对当前事务也是可见的（因为当前事务可能是这条记录的创建者）；如果trx_id大于当前事务ID，并且在系统的活跃事务列表中找不到该trx_id对应的事务（即该事务已经提交），那么这条记录对当前事务也是可见的。
   • 对于幻读的情况，RR隔离级别通过间隙锁（Gap Lock）来解决。当一个事务执行INSERT操作时，会对插入位置的间隙加间隙锁。例如，有一个表中有值为1、3、5的记录，当一个事务要插入值为4的记录时，它会对(3,5)这个间隙加锁。这样，在这个事务没有提交之前，其他事务就无法在这个间隙插入新记录，从而避免了幻读。
   • 示例代码：
   • 假设我们有一个简单的表t，包含字段id和name：
     sql CREATE TABLE t ( id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(20) ); INSERT INTO t VALUES (1, 'a'), (3, 'c'), (5, 'e');
   • 开启一个事务并进行读取操作：
     sql START TRANSACTION; SELECT * FROM t;
     此时，InnoDB会按照上述可见性规则读取符合条件的记录版本。
   • 另一个事务尝试插入新记录：
     sql START TRANSACTION; INSERT INTO t VALUES (4, 'd');
     由于第一个事务对可能插入新记录的间隙加了间隙锁，这个插入操作会被阻塞，直到第一个事务提交或回滚。
3. 多种解决方案的优缺点：
   - MVCC + 间隙锁：
   • 优点：
   • 实现了较高的并发性能。MVCC允许读操作和写操作并发执行，互不干扰。间隙锁在一定程度上保证了数据的一致性，避免幻读。
   • 读操作可以读取到历史版本的数据，对于一些需要查看历史数据的场景很有用。
   • 缺点：
   • 增加了系统的存储开销，因为每行记录都要额外存储trx_id和roll_pointer。
   • 间隙锁可能会导致锁争用，特别是在高并发插入操作的场景下，可能会降低系统的并发性能。
4. 总结：
   - MySQL的RR隔离级别通过MVCC和间隙锁相结合的方式解决幻读问题。MVCC通过记录版本信息保证读操作的一致性，间隙锁则防止其他事务在特定间隙插入新记录，从而避免了幻读现象的发生。这种机制在保证数据一致性的同时，也在一定程度上兼顾了并发性能，但也带来了一些存储开销和锁争用的问题。

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