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3.不可重复读( Non-Repeatable Read )
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)