面试题：深入探讨MySQL基准测试中事务隔离级别对数据一致性和并发性能优化

Question

在复杂的高并发MySQL应用场景下，结合基准测试数据，分析事务隔离级别为可重复读时，可能会出现哪些数据一致性问题，例如幻读等，并阐述如何通过优化数据库架构、SQL语句或者其他技术手段，在保证数据一致性的前提下，最大程度提升系统的并发性能。同时，对比不同优化策略在不同业务场景下的优劣。

Answer 1

可重复读隔离级别下的数据一致性问题

1. 幻读：在可重复读隔离级别下，理论上已解决幻读问题。但在某些特殊情况，如使用 INSERT INTO ... SELECT 等批量插入语句时，可能出现幻读现象。例如，事务A首次查询符合某条件记录数为10条，之后事务B插入一条符合该条件的记录，当事务A使用 INSERT INTO ... SELECT 插入符合条件记录时，插入的记录数可能变成11条，与首次查询结果不一致。

优化手段

1. 数据库架构优化
   • 读写分离：将读操作分发到从库，减轻主库压力，提高并发性能。适用于读多写少的业务场景。优点是架构简单易实现，能显著提升读性能；缺点是数据可能存在短暂延迟，对于数据一致性要求极高的读操作不适用。
   • 分库分表：根据业务规则将数据分散到不同数据库或表中。如按用户ID取模分库，按时间范围分表。优点是能有效提升系统扩展性和并发处理能力；缺点是增加了系统复杂度，跨库跨表查询处理难度增大。
2. SQL语句优化
   • 减少锁范围：使用 SELECT ... FOR UPDATE 语句时，精确控制需要锁定的记录，避免全表锁。例如，通过更精确的 WHERE 条件限制锁定范围。优点是能在保证数据一致性前提下，提升并发性能；缺点是对SQL编写要求较高，需准确把握业务逻辑。
   • 合理使用索引：创建合适的索引能加速查询，减少锁等待时间。例如，在经常用于查询条件的字段上创建索引。优点是简单有效，对提升性能效果明显；缺点是索引维护有一定成本，过多索引会影响写性能。
3. 其他技术手段
   • 乐观锁：通过版本号或时间戳机制，在更新数据时检查数据是否被其他事务修改。适用于冲突较少的业务场景。优点是不会阻塞其他事务，并发性能高；缺点是可能出现更新失败需重试的情况。
   • 分布式缓存：如使用Redis缓存热点数据，减少数据库读压力。适用于读多写少且数据变化频率低的场景。优点是能大幅提升读性能，降低数据库负载；缺点是存在缓存与数据库数据一致性问题，需通过合适的缓存更新策略解决。