MySQL的InnoDB是如何解决幻读问题的？

问题描述

假设现在有一个图书馆的借书系统，我们希望实现一个功能，即借阅图书时需要先检查该书籍是否在库存中，如果在则可以借阅，否则不能借阅。在多用户并发操作的情况下，可能会出现幻读问题，即一个用户在检查书籍库存时，发现有库存，但是在进行借阅操作之前，另一个用户已经借走了该书籍，导致第一个用户无法借阅。

解决方案

MySQL的InnoDB存储引擎提供了多版本并发控制（MVCC）的机制来解决幻读问题。MVCC通过在每一行记录添加隐藏的版本号来实现。当一个事务开始时，它会创建一个事务视图，用来确定哪些数据对该事务是可见的。在读取数据时，事务只能看到在该事务开始之前已经提交的数据，并且不会看到未提交的数据。这样就可以避免幻读问题的发生。

为了更好地理解InnoDB是如何解决幻读问题的，下面将通过一个示例来详细说明。

示例代码

首先，我们需要创建一个名为books的表，用于存储书籍的信息。表结构如下：

CREATE TABLE books (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50),
    stock INT
);

我们假设当前库存中有一本书的库存为10，现在有两个用户同时进行借书操作。

用户A的借书操作代码如下：

-- 开启事务
START TRANSACTION;

-- 查询书籍库存
SELECT stock FROM books WHERE id = 1;

-- 如果库存大于0，则进行借阅操作
UPDATE books SET stock = stock - 1 WHERE id = 1;

-- 提交事务
COMMIT;

用户B的借书操作代码如下：

-- 开启事务
START TRANSACTION;

-- 查询书籍库存
SELECT stock FROM books WHERE id = 1;

-- 如果库存大于0，则进行借阅操作
UPDATE books SET stock = stock - 1 WHERE id = 1;

-- 提交事务
COMMIT;

在上面的代码中，用户A和用户B同时查询了书籍库存，并且都发现库存大于0，则进行借阅操作。但是由于用户A和用户B是并发进行的，可能会出现以下情况：

  1. 用户A先执行查询操作，此时库存为10。
  2. 用户B在用户A执行完查询操作之后，但还没有提交事务之前，执行查询操作，此时依然看到库存为10。
  3. 用户A和用户B都进行借阅操作，更新库存为9。
  4. 用户A先提交事务，此时库存变为9。
  5. 用户B再提交事务，此时库存又变为9，出现了幻读问题。

为了解决幻读问题，我们可以使用InnoDB的MVCC机制。

解决方案代码

用户A的借书操作代码

-- 开启事务
START TRANSACTION;

-- 查询书籍库存
SELECT stock FROM books WHERE id = 1 FOR UPDATE;

-- 如果库存大于0，则进行借阅操作
UPDATE books SET stock = stock - 1 WHERE id = 1;

-- 提交事务
COMMIT;

用户B的借书操作代码

-- 开启事务
START TRANSACTION;

-- 查询书籍库存
SELECT stock FROM books WHERE id = 1 FOR UPDATE;

-- 如果库存大于0，则进行借阅操作
UPDATE books SET stock = stock - 1 WHERE id = 1;

-- 提交事务
COMMIT;

在上面的代码中，我们使用了FOR UPDATE语句来锁定查询的行，这样在事务期间其他事务无法对该行进行修改，从而避免了幻读问题的发生。

结果验证

为了验证解决方案是否有效，我们可以再次执行用户A和用户B的借书操作，并观察库存变化。

首先，我们将书籍库存恢复到10。