当规避了不可重复读问题后,怎么保证幂等性

在 可重复读（Repeatable Read） 隔离级别下，事务在第一次查询时会生成一个 一致性视图（Read View），并在整个事务期间使用该视图。这意味着事务在后续的查询中只能看到第一次查询时的数据快照，而不会看到其他事务提交的修改。虽然这种机制避免了 不可重复读（Non-Repeatable Read），但如果程序基于第一次查询到的数据做结果处理，可能会导致错误的结果。以下详细分析这种情况及其解决方案。

一. 问题描述

在可重复读隔离级别下，事务基于第一次查询到的数据做结果处理，可能会导致以下问题：

数据过时：事务处理的数据可能不是最新的，因为其他事务的修改对当前事务不可见。
逻辑错误：基于过时数据的操作可能导致错误的业务逻辑。
结果不一致：事务的最终结果可能与实际数据状态不一致。

二. 具体案例

案例 1：库存管理系统中的超卖问题

场景描述：
- 事务A 是一个库存扣减操作，需要查询库存数量并扣减。
- 事务B 是一个库存更新操作，会修改库存数量。
问题发生过程：
1. 事务A 开始，查询库存数量为 10。
2. 事务B 开始，将库存数量更新为 5 并提交。
3. 事务A 基于第一次查询到的库存数量 10 进行扣减操作，扣减 8，将库存数量更新为 2 并提交。
问题分析：
- 事务A 基于过时的库存数量 10 进行扣减，导致最终库存数量为 2，而实际库存数量应为 -3（5 - 8）。
- 这可能导致超卖问题，即库存数量为负数。

案例 2：银行系统中的余额错误

场景描述：
- 事务A 是一个转账操作，需要读取账户余额并扣款。
- 事务B 是一个存款操作，会更新账户余额。
问题发生过程：
1. 事务A 开始，读取账户 A 的余额为 100。
2. 事务B 开始，向账户 A 存入 50，将余额更新为 150 并提交。
3. 事务A 基于第一次读取的余额 100 进行扣款操作，扣款 80，将余额更新为 20 并提交。
问题分析：
- 事务A 基于过时的余额 100 进行扣款，导致最终余额为 20，而实际余额应为 70（150 - 80）。
- 这可能导致账户余额错误，引发财务问题。

三. 问题原因

可重复读的机制：
- 可重复读隔离级别通过 MVCC（多版本并发控制） 实现一致性读。
- 事务在第一次查询时生成一个 Read View，并在整个事务期间使用该视图。
- 事务无法看到其他事务提交的修改，导致数据过时。
业务逻辑依赖最新数据：
- 某些业务逻辑需要基于最新的数据进行操作，而可重复读隔离级别无法满足这种需求。

四. 解决方案

为了避免可重复读隔离级别下基于过时数据做结果处理的问题，可以采取以下解决方案：

1、提升隔离级别

将隔离级别提升为 串行化（Serializable）：
- 串行化隔离级别通过严格的加锁机制，确保事务串行执行，从而避免数据过时问题。
- 但串行化隔离级别会显著降低并发性能，因此只有在必要时才使用。

2、使用悲观锁

在查询时使用 SELECT ... FOR UPDATE 锁定相关数据，防止其他事务修改。

示例：

START TRANSACTION;
SELECT * FROM inventory WHERE product_id = 1 FOR UPDATE; -- 锁定数据
-- 执行其他操作
COMMIT;

优点：确保事务处理的数据是最新的。
缺点：可能导致锁冲突和死锁。

3、使用乐观锁

在数据表中增加一个版本号字段（如 version），在更新时检查版本号是否一致。

示例：

START TRANSACTION;
SELECT version FROM inventory WHERE product_id = 1; -- 获取当前版本号
-- 执行其他操作
UPDATE inventory SET quantity = quantity - 1, version = version + 1 
WHERE product_id = 1 AND version = 1; -- 检查版本号
COMMIT;