REPEATABLE-READ：可重复读的隔离级别可能会导致查询时无法读取到未提交的数据

InnoDB 存储引擎在 REPEATABLE-READ 隔离级别下通过多版本并发控制（MVCC）机制来保证不会发生幻读。 具体来说，当一个事务开始时，InnoDB 会为该事务创建一个视图（View），该视图包含当前时间点数据库中所有正在进行的事务对应的快照。在该事务中，所有 SELECT 操作都会使用该事务的视图来读取数据。因此，即使其他事务在该事务执行 SELECT 操作期间插入或删除了数据，该事务也只会看到它开始时的数据。 当一个事务进行 INSERT、UPDATE 或 DELETE 操作时，InnoDB 会为该操作创建一个新版本的数据，而不是直接在原始数据上进行修改。这样，其他事务仍然可以使用它们自己的视图来读取原始数据，而不会受到该事务的影响。 因此，在 REPEATABLE-READ 隔离级别下，InnoDB 通过 MVCC 机制来保证每个事务读取的数据都是一致的，而不会受到其他事务的干扰，从而避免了幻读的发生。

### 多线程环境下的读-读、读-写、写-写的线程安全性 #### 1. **读-读场景** 在多线程环境中，多个线程同时进行只读操作通常被认为是线程安全的。这是因为读取共享数据不会修改其状态，因此不存在竞争条件[^3]。 然而，在某些特殊情况下（例如涉及复杂的数据结构），可能会出现一致性问题。例如，如果某个对象的状态由多个字段组成，则单次读取可能无法反映完整的状态。这种问题可以通过使用不可变对象或原子类来解决[^5]。 --- #### 2. **读-写场景** 在这种场景下，一个线程正在读取数据，而另一个线程正在进行写入操作。这可能导致以下几种典型的线程安全问题： - **脏读 (Dirty Read)** 脏读是指一个事务读取到其他事务尚未提交的数据。这种情况可能发生在一个线程正试图读取被部分更新的数据时。为了避免脏读，可以采用加锁机制或者使用数据库中的隔离级别[^4]。 - **不可重复读 (Non-repeatable Read)** 不可重复读发生在同一个事务中多次读取相同记录时返回不同的结果。这是因为在两次读取之间，另一个线程对该记录进行了修改并已提交。解决方案包括使用悲观锁（如 `SELECT ... FOR UPDATE`）或乐观锁（如版本号控制）。 - 解决方法：为了确保读-写的安全性，可以在写操作前获取独占锁，而在读操作期间仅允许共享锁。 --- #### 3. **写-写场景** 当两个或更多线程尝试同时对同一资源进行写入操作时，可能出现严重的线程安全问题。以下是常见的问题及其原因和解决办法： - **更新丢失 (Lost Update)** 更新丢失指的是两个线程分别读取相同的初始值，各自独立计算新值后再写回原位置，最终导致其中一个更新的结果被覆盖。此问题的根本原因是缺乏协调机制。 - **竞态条件 (Race Condition)** 当多个线程依赖于特定顺序执行才能正确运行时，任何干扰都会破坏预期行为。例如，假设两个线程都需要先检查再增加计数器，但由于时间交错，实际效果可能是错误的增量。 - 解决方案：对于写-写冲突，最常用的方法是引入互斥锁以串行化访问；另一种方式是在硬件层面利用 CAS 操作实现无锁算法。 --- ### 表现形式总结表 | 场景 | 可能的问题 | 原因 | 解决方法 | |------------|--------------------------------|----------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------| | 读-读 | 数据不一致 | 对象状态跨多个字段未同步 | 使用不可变对象或原子类 | | 读-写 | 脏读<br>不可重复读 | 部分更新暴露给读者<br>中间状态改变 | 加强锁定策略（如读写锁）、提高事务隔离级别 | | 写-写 | 更新丢失<br>竞态条件 | 并发修改相互覆盖<br>逻辑依赖被打乱 | 运用互斥锁或基于 CAS 的无锁技术 | --- ### 示例代码展示 下面是一个简单的 Java 程序演示如何通过 CAS 来避免并发问题： ```java import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; public class Counter { private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); public void increment() { while (true) { int current = count.get(); int next = current + 1; if (count.compareAndSet(current, next)) { // 利用CAS保证原子性 break; } } } public int getCount() { return count.get(); // 获取当前值 } } ``` 该例子展示了如何借助 `AtomicInteger` 和 `compareAndSet()` 方法构建线程安全的计数器。 ---