面試被吊打系列 - 事務隔離級別

小張興沖沖去面試，結果被面試官吊打！

小張：面試官，你好。我是來參加面試的。

面試官：你好，小張。我看了你的簡歷，精通MySQL數據庫。那你確定知道事務吧，你能說說事務有哪些特性嗎？

小張：一個事務有4個特性，即ACID。

• 原子性（Atomicity）： 事務開始後的全部操做，要麼所有成功要麼所有失敗。
• 一致性（Consistency）： 事務開始先後數據庫的完整性約束沒有被破壞，好比：A向B轉錢，不可能出現A扣了錢，B沒收到錢。
• 隔離性（Isolation）：多個事務併發訪問時，事務之間是隔離的。
• 持久性（Durability）：事務完成後，事務對數據庫的操做被保存在了數據庫，不能回滾。

面試官：嗯，答的很對。那你說說事務有哪幾種隔離級別呢？

小張：事務隔離級別從高到低有四種隔離級別，分別是：串行化（SERIALIZABLE） 、可重複讀（REPEATABLE READ）、讀提交（READ COMMITTED）、讀未提交（READ UNCOMMITTED）。

面試官：嗯嗯，那你能說說這四種隔離級別分別會形成什麼問題嗎？

（小張竊喜，我就知道你要這麼問，還好我平時關注了 ‘ JAVA日知錄 ’ 的公衆號）

小張：好的，面試官。

若是數據庫採用讀未提交（READ UNCOMMITTED）這種隔離級別，會形成髒讀。事務還沒提交別人就能看到，這樣就不能保證你讀取到的數據是最終的數據，萬一別人把事務回滾了，那就出現了髒數據問題。

讀提交（READ COMMITTED）是指一個事務只能讀取到其餘事務已經提交了的數據，這樣就不會出現髒讀的問題，可是它會帶來不可重複讀的問題。好比 A事務 將一我的的姓名從張三改爲李四，B事務在A事務提交以前讀取到的是張三，可是在A事務提交以後就變成了李四。

可重複讀（REPEATABLE READ）：可重複讀是爲了解決READ COMMITTED帶來的不可重複讀問題，指的是事務不會讀取到其餘事務對已有數據的修改，即便數據已經提交了。也就是說事務開始讀取到的是什麼，在事務提交以前的任意時刻，這些數據都同樣。雖然解決了不可重複讀問題，可是他又會帶來幻讀的問題。好比A事務將張三修改爲李四，B事務再插入一個名叫李四的用戶，此時事務A再查找名叫李四的用戶會發現多了一條，出現了2個李四，這就是幻讀。

串行化（SERIALIZABLE）：解決了上面出現的全部問題，可是它效率最差，它將事務的執行變成順序執行了。

面試官：回答的不錯，那你知道MySQL的默認隔離級別是什麼嗎？

小張：Mysql默認的隔離級別是REPEATABLE READ，Oracle則採用的是READ COMMITTED。

面試官：可是咱們使用MySQL的時候並無出現幻讀啊，怎麼解決的？

小張擦了擦汗，開始有點緊張了：額，InnoDB主要是利用鎖來解決幻讀問題的。

面試官：對，是採用了鎖，那麼具體怎麼實現的呢？

小張：我...我忽然有點事，我先回去了。

面試官：要了解InnoDB怎麼解決幻讀得先知道InnoDB有哪幾種鎖。

• Record Lock：單個行記錄上的鎖
• Gap Lock：間隙鎖，鎖定一個範圍，而非記錄自己，遵循左開右閉原則
• Next-Key Lock：結合Gap Lock和Record Lock，鎖定一個範圍，而且鎖定記錄自己。主要解決的問題是REPEATABLE READ隔離級別下的幻讀。

注意，若是走惟一索引，那麼Next-Key Lock會降級爲Record Lock，即僅鎖住索引自己，而不是範圍。也就是說Next-Key Lock前置條件爲事務隔離級別爲RR且查詢的索引走的非惟一索引、主鍵索引。

下面咱們經過具體的例子來模擬上面出現的幻讀問題：

CREATE TABLE T (id int ,name varchar(50),f_id int,PRIMARY KEY (id), KEY(f_id)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
insert into T SELECT 1,'張三',10;
insert into T SELECT 2,'李四',30;

InnoDB在數據庫中會爲索引維護一套B+樹，用來快速定位行記錄。B+索引樹是有序的，因此會把這張表的索引分割成幾個區間。

事務A執行以下語句，須要將張三修改爲李四。

select * from t;
update t set name = '李四' where f_id = 10;

這時SQL語句走非惟一索引，所以使用 Next-Key Lock加鎖，不只會給f_10=10的行加上行鎖，並且還會給這條記錄的兩邊添加上間隙鎖，即(-∞,10]、(10,30]這2個區間都加了間隙鎖。

此時若是B事務要執行以下語句，都會報錯 [Err] 1205 - Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

INSERT INTO T SELECT 3,'王五'，10;  -- 知足行鎖，執行阻塞
INSERT INTO T SELECT 4,'趙六'，8;   -- 知足間隙鎖，執行阻塞
INSERT INTO T SELECT 5,'孫七'，18;  -- 知足間隙鎖，執行阻塞

不只插入 f_id = 10 的記錄須要等待事務A提交，f_id <10、10< f_id <30 的記錄也沒法完成，而大於等於30的記錄則不受影響，這足以解決幻讀問題了。

剛剛講的是f_id 是索引列的狀況，那麼若是 f_id不是索引列會怎麼樣呢？

這時候數據庫會爲整個表加上間隙鎖。因此，若是是沒有索引的話，無論 f_id 是否大於等於30，都要等待事務A提交才能夠成功插入。

面試官：好了，各位看官朋友們，事務的隔離級別這個面試點大家清楚了嗎？但願大家的面試不會被這個問題難倒喲~

小張：學到了學到了，我下次再來。（趕忙回去把簡歷上的精通數據庫給刪掉。）