事务隔离级别实现原理和锁-InnoDB存储引擎

1、隔离级别的种类

RU：未提交读

RC：读提交

RR：可重复读 （默认）

Series:串行化

 

2、锁的种类

行锁，gap lock, next-key lock

共享锁，排他锁，意向共享锁，意向排他锁,插入意向锁

 

意向锁（插入意向锁不包括）之间互相兼容，可以说意向锁就是为了提高锁判断的效率的。两个事务都对同一个表加意向排他锁，也就是两个事务都是修改数据，那么底层的行锁会去再判断。而意向锁最大的意义是：当一个事务要对一个表加排他锁或者是共享锁时，如果没有意向锁的机制，那么他需要去看表里面是否每一行都被加了共享或者排他锁。

 

 

 

 

3、当前读和快照读

当前读：每次读都加锁，不允许其他事务对数据进行修改。比如update，delete, select for update ,select in share mode.读的是最新数据。也叫一致性锁定读。

 

快照读：读的是历史版本。就是通过mvcc实现的。也就一致性非锁定读。

 

4、MVCC

mvcc最大的好处是读不加锁。提高了系统的并发性。同时MVCC也能解决脏读的问题。mvcc在RC和RR级别下也是不同的。RC级别下，读取的是最新提交的记录，未提交的事务数据不读。能避免脏读。RR级别下，只读取事务开始时的快照，所以能够避免不可重复读。

 

实现原理：

在InnoDB中，会在每行数据后添加两个额外的隐藏的值来实现MVCC，这两个值一个记录这行数据何时被创建，另外一个记录这行数据何时过期（或者被删除）。 在实际操作中，存储的并不是时间，而是事务的版本号，每开启一个新事务，事务的版本号就会递增。 在可重读Repeatable reads事务隔离级别下：

SELECT时，读取创建版本号<=当前事务版本号，删除版本号为空或>当前事务版本号。

INSERT时，保存当前事务版本号为行的创建版本号。

DELETE时，保存当前事务版本号为行的删除版本号。

UPDATE时，插入一条新纪录，保存当前事务版本号为行创建版本号，同时保存当前事务版本号到原来删除的行。

通过MVCC，虽然每行记录都需要额外的存储空间，更多的行检查工作以及一些额外的维护工作，但可以减少锁的使用，大多数读操作都不用加锁，读数据操作很简单，性能很好，并且也能保证只会读取到符合标准的行，也只锁住必要行。

 

 

5、不同隔离级别是如何实现的

RU:

为什么会出现脏读？

首先可以确定在RU级别 写是肯定加排他锁的，为什么出现脏读？因为数据库事务的数据对于其他事务都是可见的，只不过不同的隔离级别对其他事务写入的数据做了可见性过滤。比如RC和RR 级别通过MVCC来做。而Serializable是串行化的。所以RU隔离级别下，能直接读到其他活事务提交的数据并且没有做任何过滤，所以会出现脏读。

 

RC:

RC主要避免脏读，MVCC实现的，只能提交的数据。

 

RR:

RR隔离级别能够防止幻读是通过两个手段达到的。

这里区分两种场景，当前读和非当前读。非当前读是通过MVCC来保证的。RR级别的MVCC和RC级别的MVCC不一样，RR级别只读取事务开始时的快照。而RC是读取最新的快照（快照读不加gap锁，所以其他事务是可以继续插入的，只不过在读的时候进行了屏蔽或者说是过滤）。当前读，RR级别通过加next-key lock来避免幻读。这里加了gap锁后，由于插入会加插入意向锁，而插入意向锁和gap锁是不兼容的，当存在gap锁时，是不允许加插入意向锁的。

 

Serializable:

普通的select都加锁，完全串行化了

 

6、几个例子

rc隔离级别下，如果select for update不会加gap锁，其他事务是可以插入的。但是rr级别下是不可以插入的。

 

 

 

 

参考文章：

http://blog.sae.sina.com.cn/archives/2127 讲的非常好了

https://blog.youkuaiyun.com/silyvin/article/details/79320398 脏读怎么出现的？

https://www.aneasystone.com/archives/2017/11/solving-dead-locks-two.html insert intention lock

https://blog.youkuaiyun.com/sun_ashe/article/details/82683296 insert隐式锁

https://chenguoji.com/2019/05/21/mysql-dao-di-shi-zen-me-jie-jue-huan-du-de/ RR级别是如何防治幻读的讲解