事务隔离级别

目录

一.数据并发问题

1.脏写（ Dirty Write ）

2.脏读（ Dirty Read ）

3.不可重复读（ Non-Repeatable Read ）

4.幻读（ Phantom ）

二.SQL中的四种隔离级别

三.MySQL支持的四种隔离级别

四.如何设置事务的隔离级别

五.不同隔离级别举例

5.1读未提交之脏读

5.2读已提交

5.3可重复读

5.4幻读

5.5SERIALIZABLE

---

        MySQL是一个 客户端／服务器 架构的软件，对于同一个服务器来说，可以有若干个客户端与之连接，每个客户端与服务器连接上之后，就可以称为一个会话（ Session ）。每个客户端都可以在自己的会话中向服务器发出请求语句，一个请求语句可能是某个事务的一部分，也就是对于服务器来说可能同时处理多个事务。事务有 隔离性 的特性，理论上在某个事务 对某个数据进行访问 时，其他事务应该进行 排队 ，当该事务提交之后，其他事务才可以继续访问这个数据。但是这样对 性能影响太大 ，我们既想保持事务的隔离性，又想让服务器在处理访问同一数据的多个事务时 性能尽量高些 ，那就看二者如何权衡取舍了

一.数据并发问题

        针对事务的隔离性和并发性怎么做取舍呢？先看一下访问相同数据的事务在 不保证串行执行 （也就是执行完一个再执行另一个）的情况下可能会出现哪些问题：

1.脏写（ Dirty Write ）

对于两个事务 Session A、Session B，如果事务Session A 修改了 另一个 未提交 事务Session B 修改过 的数据，那就意味着发生了 脏写

Session A和Sessione各开启了一个事务，Session B中的事务先将studentno列为1的记录的name列更新为李四，然后Session A中的事务接着又把这条studentno列为1的记录的name列更新为张三’。如果之后Session B中的事务进行了回滚，那么Session A中的更新也将不复存在，这科现象就称之为脏写。这时Session A中的事务就没有效果了，明明把数据更新了，最后也提交事务了，最后看到的数据什么变化也没有。这里大家对事务的隔离级别比较了解的话，会发现默认隔离级别下，上面SessionA中的更新语句会处于等待状态，这里只是跟大家说明一下会出现这样现象。

2.脏读（ Dirty Read ）

对于两个事务 Session A、Session B，Session A 读取 了已经被 Session B 更新 但还 没有被提交 的字段。之后若 Session B 回滚 ，Session A 读取 的内容就是 临时且无效 的。

Session A和Session B各开启了一个事务，Session B中的事务先将studentno列为1的记录的name列更新为’张三’，然后Session A中的事务再去查询这条studentno为1的记录，如果读到列name的值为’张三’，而Session B中的事务稍后进行了回滚，那么Session A中的事务相当于读到了一个不存在的数据，这种现象就称之为 脏读 。

3.不可重复读（ Non-Repeatable Read ）

对于两个事务Session A、Session B，Session A 读取 了一个字段，然后 Session B 更新 了该字段。 之后Session A 再次读取同一个字段， 值就不同 了。那就意味着发生了不可重复读。

在Session B中提交了几个 隐式事务 （注意是隐式事务，意味着语句结束事务就提交了），这些事务都修改了studentno列为1的记录的列name的值，每次事务提交之后，如果Session A中的事务都可以查看到最新的值，这种现象也被称之为 不可重复读 。

4.幻读（ Phantom ）

对于两个事务Session A、Session B, Session A 从一个表中 读取 了一个字段, 然后 Session B 在该表中 插入 了一些新的行。 之后, 如果 Session A 再次读取 同一个表, 就会多出几行。那就意味着发生了幻读。

Session A中的事务先根据条件 studentno > 0这个条件查询表student，得到了name列值为’张三’的记录；之后Session B中提交了一个 隐式事务 ，该事务向表student中插入了一条新记录；之后Session A中的事务再根据相同的条件 studentno > 0查询表student，得到的结果集中包含Session B中的事务新插入的那条记录，这种现象也被称之为 幻读 。我们把新插入的那些记录称之为幻影记录。

注意1:
如果Session B中删除了一些符合studentno > 的记录而不是插入新记录，那SessionA之后再根据studentno > 0的条件读取的记录变少了，这种现象算不算幻读呢?这种现象不属于幻读，幻读强调的是一个事务按照某个相同条件多次读取记录时，后读取时读到了之前没有读到的记录。

注意2:

那对于先前已经读到的记录，之后又读取不到这种情况，算啥呢?这相当于对每一条记录都发生了不可重复读的现象。幻读只是重点强调了读取到了之前读取没有获取到的记录

二.SQL中的四种隔离级别

上面介绍了几种并发事务执行过程中可能遇到的一些问题，这些问题有轻重缓急之分，我们给这些问题按照严重性来排一下序：

脏写 > 脏读 > 不可重复读 > 幻读

我们愿意舍弃一部分隔离性来换取一部分性能在这里就体现在：设立一些隔离级别，隔离级别越低，并发问题发生的就越多。 SQL标准 中设立了4个 隔离级别 ：

READ UNCOMMITTED ：读未提交，在该隔离级别，所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。不能避免脏读、不可重复读、幻读。

READ COMMITTED ：读已提交，它满足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所做的改变。这是大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL默认的）。可以避免脏读，但不可重复读、幻读问题仍然存在。

REPEATABLE READ ：可重复读，事务A在读到一条数据之后，此时事务B对该数据进行了修改并提交，那么事务A再读该数据，读到的还是原来的内容。可以避免脏读、不可重复读，但幻读问题仍然存在。这是MySQL的默认隔离级别。

SERIALIZABLE ：可串行化，确保事务可以从一个表中读取相同的行。在这个事务持续期间，禁止其他事务对该表执行插入、更新和删除操作。所有的并发问题都可以避免，但性能十分低下。能避免脏读、不可重复读和幻读。

SQL标准 中规定，针对不同的隔离级别，并发事务可以发生不同严重程度的问题，具体情况如下：

YES表示没有解决

脏写 怎么没涉及到？因为脏写这个问题太严重了，不论是哪种隔离级别，都不允许脏写的情况发生。

不同的隔离级别有不同的现象，并有不同的锁和并发机制，隔离级别越高，数据库的并发性能就越差，4种事务隔离级别与并发性能的关系如下：

三.MySQL支持的四种隔离级别

        不同的数据库厂商对SQL标准中规定的四种隔离级别支持不一样。比如,Oracle就只支持READ COMNITTED（默认隔离级别）和SERIALIZABLE隔离级别。MySQL虽然支持4种隔离级别，但与SQL标准中所规定的各级隔离级别允许发生的问题却有些出入，MySQL在REPEATABLE READ隔离级别下，是可以禁止幻读问题的发生的。

MySQL的默认隔离级别为REPEATABLE READ，可以手动修改一下事务的隔离级别

# 查看隔离级别，MySQL 5.7.20的版本之前：
SHOW VARIABLES LIKE 'tx_isolation';
/*
+---------------+-----------------+
| Variable_name | Value           |
+---------------+-----------------+
| tx_isolation | REPEATABLE-READ  |
+---------------+-----------------+
*/

# MySQL 5.7.20版本之后，引入transaction_isolation来替换tx_isolation

# 查看隔离级别，MySQL 5.7.20的版本及之后：
SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
/*
+-----------------------+-----------------+
| Variable_name         | Value           |
+-----------------------+-----------------+
| transaction_isolation | REPEATABLE-READ |
+-----------------------+-----------------+
*/

#或者不同MySQL版本中都可以使用的：
SELECT @@transaction_isolation;
/*
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ         |
+-------------------------+
*/

四.如何设置事务的隔离级别

通过下面的语句修改事务的隔离级别：

SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION ISOLATION LEVEL 隔离级别;
#其中，隔离级别格式：
> READ UNCOMMITTED
> READ COMMITTED
> REPEATABLE READ
> SERIALIZABLE

或者：

SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION_ISOLATION = '隔离级别'
#其中，隔离级别格式：
> READ-UNCOMMITTED
> READ-COMMITTED
> REPEATABLE-READ
> SERIALIZABLE

关于设置时使用GLOBAL或SESSION的影响：

使用GLOBAL关键字（在全局范围影响）：

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
#或
SET GLOBAL TRANSACTION_ISOLATION = 'SERIALIZABLE';

则：
• 当前已经存在的会话无效
• 只对执行完该语句之后产生的会话起作用

使用 SESSION 关键字（在会话范围影响）：

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
#或
SET SESSION TRANSACTION_ISOLATION = 'SERIALIZABLE';

则：
• 对当前会话的所有后续的事务有效
• 如果在事务之间执行，则对后续的事务有效
• 该语句可以在已经开启的事务中间执行，但不会影响当前正在执行的事务

如果在服务器启动时想改变事务的默认隔离级别，可以修改启动参数transaction_isolation的值。比如，在启动服务器时指定了transaction_isolation=SERIALIZABLE,那么事务的默认隔离级别就从原来的REPEATABLE-READ变成了 SERIALIZABLE。

小结：

数据库规定了多种事务隔离级别，不同隔离级别对应不同的干扰程度，隔离级别越高，数据一致性就越好，但并发性越弱。

演示global

开启会话A

再开启另一个会话B

会话A中退出mysql，再登录

msql服务器重启后，会回到默认

[root@centos7-mysql-1 ~]# systemctl restart mysqld

会话A或B

演示session

会话A中

会话B中

五.不同隔离级别举例

初始化数据：

create table account(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	name VARCHAR(15),
	balance DECIMAL(15)
);

INSERT INTO account VALUES(1 ,'张三', '100'),(2,'李四', '0');

表中数据如下：

SELECT * FROM account;
/*
+------+--------+---------+
| id   | name   | balance |
+------+--------+---------+
|    1 | 张三   | 180     |
|    2 | 李四   | 0       |
+------+--------+---------+
*/

5.1读未提交之脏读

设置隔离级别为读未提交：

演示一

会话A

mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ         |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

会话B

mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ         |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> set session transaction_isolation = 'read-uncommitted';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| READ-UNCOMMITTED        |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

会话A

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> update account set balance = balance + 100 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> 

会话B

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |     200 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.01 sec)

mysql> 

事务B读到了事务A未提交的数据200

会话A

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |     100 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> 

演示二

会话A

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> update account set balance = balance - 100 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> update account set balance = balance + 100 where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |       0 |
|  2 | 李四   |     100 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> 

会话B（未提交读）

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |       0 |
|  2 | 李四   |     100 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> update account set balance = balance - 100 where id = 2;
###卡住了

会话A

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

会话B

###不卡了
Query OK, 1 row affected (6.54 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> update account set balance = balance + 100 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |     200 |
|  2 | 李四   |    -100 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> 

5.2读已提交

mysql> truncate table account;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> INSERT INTO account VALUES(1 ,'张三', '100'),(2,'李四', '0');
Query OK, 2 rows affected (0.00 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |     100 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

会话A&B

mysql> set session transaction_isolation = 'read-committed';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

会话B

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |     100 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> 

会话A

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> update account set balance = balance-50 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      50 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> 

会话B

#解决了脏读
mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |     100 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.01 sec)

mysql> 

会话A

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

会话B

#未解决不可重复读
mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      50 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      50 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

5.3可重复读

会话A&B

mysql>  set session transaction_isolation = 'repeatable-read';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ         |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

会话B

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      50 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+

会话A

mysql> update account set balance = balance - 10 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      40 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

会话B

#避免了脏读
mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      50 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> 

会话A

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      40 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

会话B

#解决不可重复读
mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      50 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      40 |
|  2 | 李四   |       0 |
+----+--------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> 

5.4幻读

会话A&B

mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ         |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> 

会话B

mysql> select count(*) from account where id = 3;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        0 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> 

会话A

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into account(id,name,balance) values(3,'王五',100);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      40 |
|  2 | 李四   |       0 |
|  3 | 王五   |     100 |
+----+--------+---------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

会话B

mysql> select count(*) from account where id = 3;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        0 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

证明出现幻读

#证明出现幻读
mysql> insert into account(id,name,balance) values(3,'王五',1000);
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '3' for key 'account.PRIMARY'
mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

        这里要灵活的理解读取的意思。第一次select是读取，第二次的insert其实也属于隐式的读取，只不过是在mysql的机制中读取的，插入数据也是要先读取一下有没有主键冲突才能决定是否执行插入

        幻读，并不是说两次读取获取的结果集不同，幻读侧重的方面是某一次的select 操作得到的结果所表征的数据状态无法支撑后续的业务操作。更为具体一些: select某记录是否存在，不存在，准备插入此记录，但执行insert时发现此记录已存在，无法插入，此时就发生了幻读。

        在RR隔离级别下，step1、step2是会正常执行的，step3则会报错主键冲突，对于事务1的业务来说是执行失败的，这里事务1就是发生了幻读，因为事务1在step1中读取的数据状态并不能支撑后续的业务操作，事务1:“见鬼了，我刚才读到的结果应该可以支持我这样操作才对啊，为什么现在不可以"。事务1不敢相信的又执行了step4，发现和setp1读取的结果是一样的（RR下的 MVCC机制)。此时，幻读无疑已经发生，事务1无论读取多少次，都查不到id=3的记录，但它的确无法插入这条他通过读取来认定不存在的记录（此数据已被事务2插入)，对于事务1来说，它幻读了。

        其实RR（Mysql默认隔离级别）也是可以避免幻读的，通过对select操作手动加行X锁(独占锁) (SELECT … FOR UPDATE这也正是SERIALIZABLE 隔离级别下会隐式为你做的事情)，同时，即便当前记录不存在，比如id = 3是不存在的，当前事务也会获得一把记录锁（因为InnoDB的行锁锁定的是索引，故记录实体存在与否没关系，存在就加行X锁，不存在就加间隙锁），其他事务则无法插入此索引的记录，故杜绝了幻读。

        在SERIALIZABLE隔离级别下，step1执行时是会隐式的添加行(X)锁/gap(X)锁的，从而step2会被阻塞，step3 会正常执行，待事务1提交后，事务2才能继续执行（主键冲突执行失败)，对于事务1来说业务是正确的，成功的阻塞扼杀了扰乱业务的事务2，对于事务1来说他前期读取的结果是可以支撑其后续业务的。

        所以MySQL的幻读并非什么读取两次返回结果集不同，而是事务在插入事先检测不存在的记录时，惊奇的发现这些数据已经存在了，之前的检测读获取到的数据如同鬼影一般

5.5SERIALIZABLE

会话A&B

mysql> set session transaction_isolation = 'SERIALIZABLE';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| SERIALIZABLE            |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

会话B

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select count(*) from account where id = 4;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        0 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

会话A

mysql> insert into account(id,name,balance) values(4,'马六',100);
###卡住

会话B

mysql> insert into account(id,name,balance) values(4,'马六',1000);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      40 |
|  2 | 李四   |       0 |
|  3 | 王五   |     100 |
|  4 | 马六   |    1000 |
+----+--------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

会话A

###不卡了
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '4' for key 'account.PRIMARY'
mysql> select * from account;
+----+--------+---------+
| id | name   | balance |
+----+--------+---------+
|  1 | 张三   |      40 |
|  2 | 李四   |       0 |
|  3 | 王五   |     100 |
|  4 | 马六   |    1000 |
+----+--------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)