事务隔离级别

最新推荐文章于 2025-04-14 00:14:49 发布

flank lin

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事务隔离级别

一、什么是事务？
二、事务的特性（ACID）
三、并发事务带来的问题
三、事务的隔离级别
- - SQL标准定义了四个隔离级别：
四、实际情况演示
- - 接下来使用两个命令行MySQL,模拟多线程（多事务）
  - - - 脏读（读未提交）
        避免脏读（读已提交）
        不可重复读
        可重复读
        防止幻读（可重复读）
参考

一、什么是事务？

事务是逻辑上一组操作，要么都执行，要么读不执行。
事务的最经典事例就是转账了。假如小明要给小红转账1000元，这个转账会涉及到两个关键的操作就是，小明的额账户会减少1000元，小红的账户会增加1000元。万一在这两个操作之间突然出现错误比如银行系统崩溃了，导致小明的余额减少了而小红的余额没有增加，这样就不对了。事务就是保证这两个操作要么都成功，要么都失败。

二、事务的特性（ACID）

原子性（Atomicity）：事务是最小的执行单位，不允许分割。事务的原子性确保动作要么全部完成，要么完全不起作用；
一致性（Consistency）：事务的操作前和操作会的数据状态从一种一致状态转换到另一种一致性状态。
隔离性（Isolation）：事务与事务之间是相互隔离的。并发访问数据库时，一个用户的事务不被其他的事务所干扰，个并发事务之间数据库时独立的；
持久性（Durability）：一个事务的提交后，对数据库中数据改变时持久的，即使数据库发送故障也不会对其有任何影响。

三、并发事务带来的问题

在现在的应用程序中都会涉及到多个事务的并发运行情况，经常操作相同的数据来完成各自的任务（多个用户对统一数据进行操作）。而并发会导致以下的问题：

脏读（Dirty read）：当一个事务正在访问数据并且对数据进行了修改，而这种修改还没有提交到数据库中，这时另一个事务也访问了这个数据，然后使用了这个数据。因为这个数据是还没有提交的数据，那么另一个事务读取到的这个数据是“脏数据”，依据“脏数据”所做的操作可能不正确。
丢失修改（Lost to modify）：指在一个事务读取一个数据时，另外一个事务页访问了该数据，那么在第一个事务中修改了这个数据后，第二个事务页修改了这个数据。这样第一个事务内的修改结果被丢失，因此称为丢失修改。例如：事务1读取某表中的数据A=20，事务2也读取A=20，事务1修改A=A-1，事务2也修改A=A-1，最终结果A=19，事务1的修改被丢失。
不可重复读（Unrepeatable read）：指在一个事务内多处读取同一数据。在这个事务还没有结束时，另一个事务页访问该数据。那么在第一个事务中的两次读数据之间，由于第二个事务修改导致第一个事务两次读取的数据不一样。者就发生了在一个事务内两次读取到的数据不一样的情况，因此称为不可重复读。
幻读（Phanton read）：幻读和不可重复读类似。它发生在一个事务1读取了几行数据，接着另一个并发事务2插入了一些数据。在随后的查询中，第一个事务1就会发现多了一些原本不存在的数据，就好像发生了幻觉一样，所以称为幻读。
不可重复读和幻读的区别：不可重复读的重点是修改，幻读的重点在于新增或者删除。

例1（同样的条件，你读取过的数据，再次读取出来发现不一样了）：事务1中的A先生读取自己的工资为1000元的操作还没有完成，事务2中的B先生就修改了A的工资为2000元，导致A再次读取自己的工资变为2000；这就是不可重复读。
例 2（同样的条件，第一次和第二次读取出来的记录数不一样）：假如工资单表中工资大于3000的有4人，事务1读取了所有工资大于3000的人，共查到4条记录，这时事务2有插入了一条工资大于3000的记录，事务1再次读取时查到的记录就变为了5条，这样就导致了幻读。

三、事务的隔离级别

SQL标准定义了四个隔离级别：

READ-UNCOMMITTED（读取未提交）：最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更，可能会导致脏读，幻读和不可重复读
READ-COMMITTED（读已提交）：允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻止脏读，但是幻读或不可重复读有可能发生
REPEATABLE-READ（可重复读）：对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改，可以阻止脏读和不可重复读，但是会发生幻读。
SERIALIZABLE（可串行化）：最高的隔离级别，完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行，这样事务之间就完全不可能产生干扰，也就是说，该级别可以防止脏读，不可重复读和幻读。

MySQL InnoDB 存储引擎的默认隔离级别是REPEATABLE-READ（可重复读）。我们可以通过SELECT @@tx_isolation；命令来查看

mysql> SELECT @@tx_isolation;
±----------------+
| @@tx_isolation |
±----------------+
| REPEATABLE-READ |
±----------------+

这里需要注意的是：与SQL标准不同的地方在于InnoDB存储引擎在REPEATABLE-READ（可重复读）事务隔离级别下使用的是Next-Key Lock锁算法，因此可以避免幻读的产生，这与其他数据库的系统（如SQL Server）是不同的。所以说InnoDB存储引擎的默认支持的隔离界别是REPEATABLE-READ（可重复读）已经可以完全保证事务的隔离要求，即达到了SQL标准的SERIALIZABLE（可串行化）隔离级别。

因为隔离级别越低，事务请求的锁越少，所以大部分数据库系统的隔离级别是READ-COMMITTED(读已提交)，但是你要知道的是InnoDB存储引擎默认使用的REPEATABLE-READ（可重复读）并不会有任何的性能损失。

InnoDB存储引擎在分布式事务的情况下一般会用到SERIALIZABLE(可串行化)隔离级别。

四、实际情况演示

MySQL命令行额默认配置中事务都是自动提交的，即SQL语句执行完后自动commit提交事务。要显示的开启一个事务要使用：begin 或 start transaction。

可以通过下面的命令来设置隔离级别。

set [session | global] transaction isolation level [read uncommitted | read committed | repeatable read | serializable]

session:一次会话之内生效。
global:持久生效。
read uncommitted:读未提交。
read committed:读已提交。
repeatable read:可重复读。
serializable:串行化。

start transaction | begin:显示的开启一个事务。
commit:提交事务，是得对数据库做的所有修改成为永久性。
rollback:回滚一个事务，将一个事务内做的修改在还没有提交前回滚的未修改状态。

接下来使用两个命令行MySQL,模拟多线程（多事务）

脏读（读未提交）

第一个命令行

# 1)设置事务的隔离级别为：读未提交（当次会话内有效）
set session transaction isolation level read uncommitted;
# 2)查看事务的隔离级别
select @@transaction_isolation;
# 3)开启一个事务性
start transaction；
# 4)查询一条数据，结果为5000
select salary from employ where id=1;
# 7）在进行一次查询，结果为4500。读取到了第二个事务未提交的数据
select salary from employ where id=1;
# 9）在第二个事务进行了回滚后，再次查询结果为5000。所读取到的4500是一个脏数据
select salary from employ where id=1;

第二个命令行

# 5)打开一个新的窗口开启执行（1、2）步，在第二个事务
start transaction;
# 6)修改id为1的数据，不进行提交或回滚
update employ set salary=4500 where id=1;
# 8）第二个事务回滚，将修改的数据进行回滚到之前的状态
rollback；

避免脏读（读已提交）

第一个命令行

# 1)将事务的隔离级别改为读已提交
set session transaction isolation level read committed;
# 2）查看事务的隔离级别
select transaction_isolation;
# 3）开启一个事务
start transaction；
# 4）查询一条数据，用于确认数据，结果为5000
select salary from employ where id=1;
# 7）在第二个事务修改之后未提交之前查询的数据是5000，因为事物的隔离级别是读已提交，所以避免了脏读
select salary from employ where id=1;
# 9）在第二个事务修改提交之后，在读取数据时结果为4500，读取的是第二个事务修改的数据，出现了不可重复读和幻读
select salary from employ where id=1;

第二个命令行

# 5)打开一个新的窗口开启执行（1、2）步,开启第二个事务
start transaction;
# 6)修改id为1的数据，不进行提交
update employ set salary=4500 where id=1;
# 8）第二个事务提交修改到数据库
commit；

不可重复读

就是上面的执行流程一样的就不编写流程了。就是在一个事务还没有提交的时候，另一个事务修改了数据并且进行了提交，在第一个事务再次读取数据的时候发现数据不一致了。

可重复读

第一个命令行

# 1)将事务的隔离级别改为可重复读（这是MySQL InnoDB的默认数据隔离级别）
set session transaction isolation level repeatable read;
# 2）查看事务的隔离级别
select transaction_isolation;
# 3）开启一个事务
start transaction；
# 4）查询一条数据，用于确认数据，结果为5000
select salary from employ where id=1;
# 7）在第二个事务修改之后未提交之前查询的数据是5000，因为事物的隔离级别是可重复读，所以避免了不可重复读
select salary from employ where id=1;
# 9）在第二个事务修改提交之后，在读取数据时结果仍然为5000
select salary from employ where id=1;

第二个命令行

# 5)打开一个新的窗口开启执行（1、2）步,开启第二个事务
start transaction;
# 6)修改id为1的数据，不进行提交
update employ set salary=4500 where id=1;
# 8）第二个事务提交修改到数据库
commit；

防止幻读（可重复读）

第一个命令行

# 1)将事务的隔离级别改为可重复读（因为MySQL的可重复读可以避免幻读，所以使用repeatable read）
set session transaction isolation level repeatable read;
# 2）查看事务的隔离级别
select transaction_isolation;
# 3）开启一个事务
start transaction；
# 4）查询一条数据，用于确认数据，结果为5000
update employ set salary=3000 where id=1;

第二个命令行

# 5)打开一个新的窗口开启执行（1、2）步,开启第二个事务
start transaction;
# 6）第二个事务想要修改id为1的数据就要等待第一个事务的提交后才能进行操作
update employ set salary=4500 where id=1;

一个事务对数据库进行操作，这种操作的范围是数据库的全部行，然后第二个事务也在对这个数据库操作，这种操作可以是插入一行或者删除一行，那么第一个事务再次读取数据是就会觉得自己出现了幻觉，怎么还有没有处理的行。

幻读和不可重复读有些相似之处，但是不可重复读的重点是修改，幻读的重点是插入和删除。

参考

《MySQL技术内幕：InnoDB存储引擎》