MySQL 的事务隔离级别

我们先来回忆下什么是事务。

考虑一种场景。银行转账，甲转 100 给乙，分为两步：

• 甲扣除 100
• 乙增加 100

如果甲的钱扣了，乙的钱没有增加，那么数据就会不一致，这时候就要用到事务。因为事务的一个特性，就是原子性：要么不做，要么全做。

一、事务的基本要素（ACID）

1. 原子性（Atomicity）：事务开始后所有操作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错，会回滚到事务开始前的状态，所有的操作就像没有发生一样。也就是说事务是一个不可分割的整体，就像化学中学过的原子，是物质构成的基本单位。
2. 一致性（Consistency）：事务开始前和结束后，数据库的完整性约束没有被破坏 。比如A向B转账，不可能A扣了钱，B却没收到。
3. 隔离性（Isolation）：同一时间，只允许一个事务请求同一数据，不同的事务之间彼此没有任何干扰。比如A正在从一张银行卡中取钱，在A取钱的过程结束前，B不能向这张卡转账。
4. 持久性（Durability）：事务完成后，事务对数据库的所有更新将被保存到数据库，不能回滚。

二、事务的隔离级别

我们回到转账的例子。

甲扣除 100 后，如果事务 A 没有提交，那么另外一个事务 B 来查询甲的余额，那应该是多少呢？这时候就和事务隔离级别有关了。

事务隔离级别有以下 4 种：

1. 读未提交（read-uncommitted）
2. 不可重复读（read-committed）
3. 可重复读（repeatable-read）
4. 串行化（serializable）

Mysql 的默认隔离级别为可重复读（repeatable-read）。

2.1 读未提交（read-uncommitted）

我们来看转账的例子，假设 A 一开始的余额为 500。表名为 account，表数据为：

id	name	amount
1	甲	500
2	乙	0

设置隔离级别为读未提交。

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;

事务A	事务B
start transaction;	start transaction;
select amount from account where id = 1; (amount = 500)
update account set amount = amount -100 where id = 1;
	select amount from account where id = 1; (amount = 400)
select amount from account where id = 1; (amount = 400)
roll back;
	commit;

可以看到，事务 B 读取到了事务 A 未提交的数据。实际上事务 A 进行了回滚，amount 仍未 500，但是事务 B 读到的为 400 ，出现了脏读。因此，实际中，一般不会采用这种隔离级别。

2.2 不可重复读（read-committed）

设置隔离级别为不可重复读。

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

事务A	事务B
start transaction;	start transaction;
select amount from account where id = 1; (amount = 500)
update account set amount = amount -100 where id = 1;
select amount from account where id = 1; (amount = 400)
	select amount from account where id = 1; (amount = 500)
commit;
	select amount from account where id = 1; (amount = 400)
	commit;

可以看到，在事务 A 提交前的改动，事务 B 是读取不到的。只有 A 事务提交后，B 才能读取到事务 A 的改动。

我们看到，在事务 B 中，先后两次读取，amount 的值是不一样的，这就是不可重复读。

不可重复读会有一个问题，假如事务 B 的逻辑是分两次读取 amount，分别插入到两个表中，那么就会出现数据不一致。

2.3 可重复读（repeatable-read）

设置隔离级别为可重复读。

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

事务A	事务B
start transaction;	start transaction;
select amount from account where id = 1; (amount = 500)
update account set amount = amount -100 where id = 1;
select amount from account where id = 1; (amount = 400)
	select amount from account where id = 1; (amount = 500)
commit;
	select amount from account where id = 1; (amount = 500)
	commit;

可以看到，不论事务 A 是否提交，事务 B 读到的 amount 值都是不变的。这就是可重复读。

除了上面提到的脏读、不可重复读，还有一种情况是幻读：在事务中，前后两次查询，记录数量是不一样的。

由于 mysql 的 RR（可重复读）一并解决了幻读的问题，所以我们直接看上述场景，在 mysql 中的表现：

事务A	事务B
start transaction;	start transaction;
	select count(*) from account; (count = 2)
insert into account values(3,‘丙’,0);
commit;
	select count(*) from account; (count = 2)
	commit;

可见，在事务 A 提交前后，事务 B 查询的结果数量是一直的，并没有出现幻读的情况。

2.4 串行化（serializable）

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;

事务隔离级别为串行化时，读写数据都会锁住整张表。因此事务 A 执行的时候，事务 B 会阻塞，不存在并发问题。

三、事务的并发问题

刚刚已经谈到了常见的问题，我们再来总结下：

1. 脏读：事务 B 读取了事务 A 更新的数据，然后 A 回滚操作，那么 B 读取到的数据是脏数据。
2. 不可重复读：事务 B 多次读取同一数据，事务 A 在事务 B 多次读取的过程中，对数据作了更新并提交，导致事务 B 多次读取同一数据时，结果不一致。
3. 幻读：事务 B 多次统计数据量，事务 A 在事务 B 多次统计的过程中，对数据作了新增或删除操作，导致事务 B 多次统计数据时，结果不一致。

小结：不可重复读的和幻读很容易混淆，不可重复读侧重于修改，幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行，解决幻读需要锁表。

四、快照读、当前读

我们先考虑下这样一个问题（基于 MySQL 的默认隔离级别可重复读 RR ）。

假设甲同时转账给乙和丙，那么对于甲来说，就会产生两个事务，事务 A 及事务 B 。这两个事务分别查询余额，并进行扣款操作：

事务A	事务B
start transaction;	start transaction;
select amount from account where id = 1; (amount = 500)
	select amount from account where id = 1; (amount = 500)
update account set amount = amount -100 where id = 1;
select amount from account where id = 1; (amount = 400)
commit;
	select amount from account where id = 1; (amount = 500)
	update account set amount = amount -100 where id = 1;
	select amount from account where id = 1; (amount = 400?)
	commit;

根据前面可重复读的特性，事务 B 读到的 amount 应该是 500 ，那么减去 100 后，还会是 400 吗？如果是 400 ，那么不是会造成数据不一致（实际转出了两笔 100 ，应该还剩 300 ）。

结果是否定的，事务 B 最后读到的 amount 应该是 300 。

在事务中，执行普通 select 查询之后，会创建快照，后面再执行相同的 select 语句时，查询的其实是前面生成的快照。这也就是为什么会有可重复读。

而如果执行：

select * from table where ? lock in share mode; 
select * from table where ? for update; 
insert into table values (…);  
update table set ? where ?;  
delete from table where ?;

会执行当前读，获取最新数据。

回到前面的问题，如果事务 B 执行 amount - 100 操作，会触发当前读，读取事务 A 提交后的数据，也就是 400，在此基础上执行 -100 操作，最终 amount 变成 300。

实际上的流程应该如下：

事务A	事务B
start transaction;	start transaction;
select amount from account where id = 1; (amount = 500)
	select amount from account where id = 1; (amount = 500)
update account set amount = amount -100 where id = 1;
select amount from account where id = 1; (amount = 400)
commit;
	select amount from account where id = 1; (amount = 500，快照读)
	update account set amount = amount -100 where id = 1;（触发当前读，amount 为 400 -100）
	select amount from account where id = 1; (amount = 300)
	commit;

还有一种情况，假如事务 A 和事务 B 并发修改数据但还未提交，那么会怎么样呢？

事务A	事务B
start transaction;	start transaction;
select amount from account where id = 1; (amount = 500)
	select amount from account where id = 1; (amount = 500)
update account set amount = amount -100 where id = 1;
	update account set amount = amount -100 where id = 1;
select amount from account where id = 1; (amount = 400?)
	select amount from account where id = 1; (amount = 400?)
commit;
	commit;

由于事务 A 和事务 B 都没有提交，不能触发当前读，那么 amount 最终会是多少呢？会是 400 吗？

答案是 300，了解数据库锁机制的话，就不会有这种困惑了。

事务 A 提交前，会一直持有排他锁（具体是行锁还是表锁，要看查询条件有没有走索引），此时事务 B 更新是会阻塞的。也就是说，只有事务 A 提交，或回滚之后，事务 B 才能获得排它锁，从而进行更新奖品的操作。

五、总结

Mysql 的默认隔离级别为可重复读 RR（repeatable-read）。

**隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。**因此在开发中需要根据实际情况来进行取舍。

MySQL 的存储引擎是 InnoDB ，通过 MVCC（多版本并发控制） 来实现快照读和当前读，有兴趣的可以参考https://blog.youkuaiyun.com/whoamiyang/article/details/51901888。