MySQL事务 - 隔离性中的隔离级别

1、前提概念

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• 隔离性（isolation）
  事务的隔离性意味着并发的事务之间是相互隔离的。即一个事务的内部操作及正在操作的数据必须封锁起来，不被企图进行修改的其他事务看到。隔离性是DBMS针对并发事务间的冲突提供的安全保证，DBMS可以通过加锁的方式在并发执行的事务间提供不同级别的分离。假如并发交叉执行的事务没有任何控制，操纵相同的共享对象的多个并发事务的执行可能引起异常情况。
  DBMS可以在并发执行的事务间提供不同级别的分离。分离的级别和并发事务的吞吐量之间存在反比关系。较多事务的可分离性可能会带来较高的冲突和较多的事务流产。流产的事务要消耗资源，这些资源必须要重新被访问。因此，确保高分离级别的DBMS需要更多的开销。
  隔离性包含四种隔离级别，分别是RU（读未提交）、RC（读已提交）、RR（可重复读）、SERIALIZABLE （串行化）。

• 脏读
  一个事务读取到另一个事务未提交的数据。

• 不可重复读
  在一个事务内，因读取到另一个事务已提交的update。导致在该事务内，对同一条记录读取两次以上的结果不一致。

• 幻读
  在一个事务内，因读取到另一个事务已提交的insert数据或者delete数据。导致在该事务内，对同一张表读取两次以上的结果不一致。

• 丢失更新
  两个事务针对同一数据都发生修改操作时，会存在丢失更新问题：

  

2、数据准备

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# 建表
CREATE TABLE student (
	id int PRIMARY KEY,
	name VARCHAR(100)
) Engine=InnoDB CHARSET=utf8;
# 测试数据
INSERT INTO student VALUES (1, '张三');

3、四种隔离级别

3.1、未提交读（READ UNCOMMITTED / RU）

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如果一个事务读到了另一个未提交事务修改过的数据，那么这种隔离级别就称之为未提交读：

上例中，Session A和Session B各开启了一个事务，Session B中的事务先将id为1的记录的列name更新为“李四”，然后Session A中的事务再去查询这条id为1的记录，那么在未提交读的隔离级别下，查询结果就是“李四”，也就是说某个事务读到了另一个未提交事务修改过的记录。但是如果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，就像这个样子：

脏读违背了现实世界的业务含义，所以RN算是十分不安全的一种隔离级别。

3.2、已提交读（READ COMMITTED / RC）

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如果一个事务只能读到另一个已经提交的事务修改过的数据，并且其他事务每对该数据进行一次修改并提交后，该事务都能查询得到最新值，那么这种隔离级别就称之为已提交读：

从图中可以看到，第4步时，由于Session B中的事务尚未提交，所以Session A中的事务查询得到的结果只是“张三”，而第6步时，由于Session B中的事务已经提交，所以Session B中的事务查询得到的结果就是“李四”了。对于某个处在在已提交读隔离级别下的事务来说，只要其他事务修改了某个数据的值，并且之后提交了，那么该事务就会读到该数据的最新值，比方说：

我们在Session B中提交了几个隐式事务，这些事务都修改了id为1的记录的列name的值，每次事务提交之后，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。

3.3、可重复读（REPEATABLE READ / RR）

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一般数据库的RR级别下，会出现幻读。只能通过Serializable隔离级别才能去避免幻读。但是MySQL中的RR级别下，可以解决幻读问题。
在一些业务场景中，我们期望一个事务只能读到另一个已经提交的事务修改过的数据，但是第一次读过某条记录后，即使其他事务修改了该记录的值并且提交，该事务之后再读该条记录时，读到的仍是第一次读到的值，而不是每次都读到不同的数据。那么这种隔离级别就称之为可重复读。如图所示：

从图中可以看出来，Session A中的事务在第一次读取id为1的记录时，列name的值为“张三”，之后虽然Session B中隐式提交了多个事务，每个事务都修改了这条记录，但是Session A中的事务读到的列name的值仍为“张三”，与第一次读取的值是相同的。

3.4、串行化（SERIALIZABLE）

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以上3种隔离级别都允许对同一条记录进行读-读、读-写、写-读的并发操作，如果我们不允许读-写、写-读的并发操作，可以使用串行化隔离级别，示意图如下：

如图所示，当Session B中的事务更新了id为1的记录后，之后Session A中的事务再去访问这条记录时就被卡住了，直到Session B中的事务提交之后，Session A中的事务才可以获取到查询结果。这种事务隔离级别效率低下，比较耗数据库性能，一般不使用。

4、总结

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数据库的事务并发问题需要使用并发控制机制去解决，数据库的并发控制机制有很多，最为常见的就是锁机制。锁机制一般会给竞争资源加锁，阻塞读或者写操作来解决事务之间的竞争条件，最终保证事务的可串行化。

• 读未提交（RU）
  一个事务可以读取另一个未提交事务的数据。最低级别，它存在4个常见问题（脏读、不可重复读、幻读、丢失更新）。
• 读已提交（RC）
  一个事务要等另一个事务提交后才能读取数据，是大多数数据库默认的事务隔离级别。它解决了脏读问题，存在3个常见问题（不可重复读、幻读、丢失更新）。
• 可重复读（RR）
  在开始读取数据（事务开启）时，不再允许修改操作，是MySQL数据库默认的事务隔离级别。它解决了脏读和不可重复读，还存在2个常见问题（幻读、丢失更新）。在MySQL中，RR解决了幻读的问题。
• 序列化（SERIALIZABLE）
  将每个事务按一定的顺序去执行，它将隔离问题全部解决，但是这种事务隔离级别效率低下，比较耗数据库性能，一般不使用。

而MVCC则引入了另外一种并发控制，它让读写操作互不阻塞，每一个写操作都会创建一个新版本的数据，读操作会从有限多个版本的数据中挑选一个最合适的结果直接返回，由此解决了事务的竞争条件。