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MySQL幻读与脏读详解

在 MySQL 中，幻读（Phantom Read）和脏读（Dirty Read）都是数据库事务隔离级别中可能出现的数据一致性问题。它们描述了在并发事务环境下，一个事务看到其他事务未提交或已提交但不符合逻辑期望的数据的情况。理解它们对于设计健壮的数据库应用和选择合适的隔离级别至关重要。

关联的概念:

事务（Transaction）：一组数据库操作（如 SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE）的逻辑单元，要么全部成功（COMMIT），要么全部失败（ROLLBACK）。具有 ACID 特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）。
隔离级别（Isolation Level）：定义了一个事务在多大程度上能“看到”其他并发事务所做的修改。标准 SQL 定义了 4 个级别（由低到高）：

定义：一个事务（事务A）读取了另一个尚未提交的事务（事务B）修改的数据。如果事务B随后回滚（ROLLBACK）了这些修改，那么事务A读取到的数据就是无效的、从未真实存在过的数据（即“脏数据”）。
本质：读取了未提交且可能被回滚的数据，破坏了数据的一致性。
发生条件：隔离级别设置为 READ UNCOMMITTED。
示例场景：

事务B 开始，更新 账户表 中 id=1 的余额，将 balance 从 1000 改为 1500（未提交）。
事务A 开始，读取 id=1 的余额，得到 1500。
事务B 由于某种原因发生错误，执行 ROLLBACK。id=1 的余额变回 1000。
事务A 基于读到的 1500 进行后续操作（比如再转出 1400），此时它以为余额是 1500，但实际余额只有 1000，这会导致逻辑错误或透支。

MySQL 中的表现：只有在 READ UNCOMMITTED 隔离级别下才会发生脏读。在 READ COMMITTED 及更高级别下，事务只能读取已提交的数据，避免了脏读。
危害：基于错误、无效的数据做决策，导致业务逻辑错误。

定义：一个事务（事务A）在同一个查询执行两次，但在两次查询之间，另一个事务（事务B）插入（INSERT）或删除（DELETE）了符合事务A查询条件的记录，导致事务A第二次查询看到了第一次查询没看到的“幻影行”（Phantom Rows）或第一次看到第二次却消失的行。
本质：针对结果集（多行记录）的数量变化问题（新增或删除的行），而不是单行数据内容的改变（那是“不可重复读”）。它发生在范围查询（range query）或返回多行的查询中。
发生条件：在 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 隔离级别下，如果数据库没有采取足够的锁定机制（如间隙锁），就可能发生幻读。SERIALIZABLE 级别通过强锁避免幻读。
示例场景：

InnoDB 在 REPEATABLE READ 隔离级别下，通过多版本并发控制（MVCC）和间隙锁（Next-Key Locking）的组合，很大程度上防止了幻读。
MVCC：为事务提供一致的快照（Snapshot）。在事务A的第一次查询后，后续的普通 SELECT（快照读）看到的仍然是第一次查询时的数据快照，即使事务B插入了新数据，事务A的第二次快照读也看不到它。这解决了快照读的幻读问题。
间隙锁（Gap Lock） / 临键锁（Next-Key Lock）：当执行加锁读（如 SELECT ... FOR UPDATE 或 SELECT ... LOCK IN SHARE MODE）或执行 UPDATE/DELETE 操作时，InnoDB 不仅锁住符合条件的现有记录，还会锁住记录之间的“间隙”（Gap），阻止其他事务在这个范围内插入新数据。例如，事务A执行 SELECT * FROM orders WHERE amount > 1000 FOR UPDATE，InnoDB 会锁住所有 amount > 1000 的现有记录以及 amount > 1000 这个范围的所有间隙，阻止事务B插入新的 amount > 1000 的记录，从而避免了当前读的幻读。

在 MySQL InnoDB 的 REPEATABLE READ 下，纯快照读（普通 SELECT）不会遇到幻读（因为基于快照）。
在 MySQL InnoDB 的 REPEATABLE READ 下，加锁读（SELECT ... FOR UPDATE/LOCK IN SHARE MODE）和写操作（UPDATE/DELETE）也几乎不会遇到幻读，因为间隙锁阻止了其他事务在锁定范围内插入。
幻读问题在标准的 REPEATABLE READ 定义中是可能发生的，但 MySQL InnoDB 通过 MVCC 和间隙锁在 REPEATABLE READ 级别就实现了防止幻读，这是 MySQL 的一个重要特性。因此，在 MySQL InnoDB 中，REPEATABLE READ 通常就能满足防止幻读的需求。
只有在 SERIALIZABLE 级别，通过强制所有读操作都加共享锁等方式，才能在所有情况下严格防止幻读（但并发性能最低）。