【MySQL】MySQL的四種事務隔離級別

時間 2021-04-11

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【MySQL】MySQL的四種事務隔離級別

本文實驗的測試環境：Windows 10+cmd+MySQL5.6.36+InnoDBhtml

1、事務的基本要素（ACID）mysql

　　一、原子性（Atomicity）：事務開始後全部操做，要麼所有作完，要麼所有不作，不可能停滯在中間環節。事務執行過程當中出錯，會回滾到事務開始前的狀態，全部的操做就像沒有發生同樣。也就是說事務是一個不可分割的總體，就像化學中學過的原子，是物質構成的基本單位。sql

　　二、一致性（Consistency）：事務開始前和結束後，數據庫的完整性約束沒有被破壞。好比A向B轉帳，不可能A扣了錢，B卻沒收到。
數據庫

　　三、隔離性（Isolation）：同一時間，只容許一個事務請求同一數據，不一樣的事務之間彼此沒有任何干擾。好比A正在從一張銀行卡中取錢，在A取錢的過程結束前，B不能向這張卡轉帳。session

　　四、持久性（Durability）：事務完成後，事務對數據庫的全部更新將被保存到數據庫，不能回滾。併發

　　小結：原子性是事務隔離的基礎，隔離性和持久性是手段，最終目的是爲了保持數據的一致性。app

2、事務的併發問題ide

　　一、髒讀：事務A讀取了事務B更新的數據，而後B回滾操做，那麼A讀取到的數據是髒數據高併發

　　二、不可重複讀：事務 A 屢次讀取同一數據，事務 B 在事務A屢次讀取的過程當中，對數據做了更新並提交，致使事務A屢次讀取同一數據時，結果不一致。性能

　　三、幻讀：系統管理員A將數據庫中全部學生的成績從具體分數改成ABCDE等級，可是系統管理員B就在這個時候插入了一條具體分數的記錄，當系統管理員A改結束後發現還有一條記錄沒有改過來，就好像發生了幻覺同樣，這就叫幻讀。

　　小結：不可重複讀的和幻讀很容易混淆，不可重複讀側重於修改，幻讀側重於新增或刪除。解決不可重複讀的問題只需鎖住知足條件的行，解決幻讀須要鎖表

3、MySQL事務隔離級別

事務隔離級別	髒讀	不可重複讀	幻讀
讀未提交（read-uncommitted）	是	是	是
不可重複讀（read-committed）	否	是	是
可重複讀（repeatable-read）	否	否	是
串行化（serializable）	否	否	否

mysql默認的事務隔離級別爲repeatable-read

4、用例子說明各個隔離級別的狀況

　　一、讀未提交：

　　　　（1）打開一個客戶端A，並設置當前事務模式爲read uncommitted（未提交讀），查詢表account的初始值：

　　　　（2）在客戶端A的事務提交以前，打開另外一個客戶端B，更新表account：

　　　　（3）這時，雖然客戶端B的事務還沒提交，可是客戶端A就能夠查詢到B已經更新的數據：

　　　　（4）一旦客戶端B的事務由於某種緣由回滾，全部的操做都將會被撤銷，那客戶端A查詢到的數據其實就是髒數據：

　　　　（5）在客戶端A執行更新語句update account set balance = balance - 50 where id =1，lilei的balance沒有變成350，竟然是400，是否是很奇怪，數據的一致性沒問啊，若是你這麼想就太天真了，在應用程序中，咱們會用400-50=350，並不知道其餘會話回滾了，要想解決這個問題能夠採用讀已提交的隔離級別

　　二、讀已提交

　　　　（1）打開一個客戶端A，並設置當前事務模式爲read committed（未提交讀），查詢表account的初始值：

　　　　（2）在客戶端A的事務提交以前，打開另外一個客戶端B，更新表account：

　　　　（3）這時，客戶端B的事務還沒提交，客戶端A不能查詢到B已經更新的數據，解決了髒讀問題：

　　　　（4）客戶端B的事務提交

　　　　（5）客戶端A執行與上一步相同的查詢，結果與上一步不一致，即產生了不可重複讀的問題，在應用程序中，假設咱們處於客戶端A的會話，查詢到lilei的balance爲450，可是其餘事務將lilei的balance值改成400，咱們並不知道，若是用450這個值去作其餘操做，是有問題的，不過這個機率真的很小哦，要想避免這個問題，能夠採用可重複讀的隔離級別

　　三、可重複讀

　　　　（1）打開一個客戶端A，並設置當前事務模式爲repeatable read，查詢表account的初始值：

　　　　（2）在客戶端A的事務提交以前，打開另外一個客戶端B，更新表account並提交，客戶端B的事務竟然能夠修改客戶端A事務查詢到的行，也就是mysql的可重複讀不會鎖住事務查詢到的行，這一點出乎個人意料，sql標準中事務隔離級別爲可重複讀時，讀寫操做要鎖行的，mysql竟然沒有鎖，我了個去。在應用程序中要注意給行加鎖，否則你會以步驟（1）中lilei的balance爲400做爲中間值去作其餘操做

　　　　（3）在客戶端A執行步驟（1）的查詢：

　　　　（4）執行步驟（1），lilei的balance仍然是400與步驟（1）查詢結果一致，沒有出現不可重複讀的問題；接着執行update balance = balance - 50 where id = 1，balance沒有變成400-50=350，lilei的balance值用的是步驟（2）中的350來算的，因此是300，數據的一致性卻是沒有被破壞，這個有點神奇，也許是mysql的特點吧

mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id   | name   | balance |
+------+--------+---------+
|    1 | lilei  |     400 |
|    2 | hanmei |   16000 |
|    3 | lucy   |    2400 |
+------+--------+---------+
3 rows in set (0.00 sec)


mysql> update account set balance = balance - 50 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0


mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id   | name   | balance |
+------+--------+---------+
|    1 | lilei  |     300 |
|    2 | hanmei |   16000 |
|    3 | lucy   |    2400 |
+------+--------+---------+
3 rows in set (0.00 sec)

　　　　(5) 在客戶端A開啓事務，查詢表account的初始值

 mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)


mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id | name | balance |
+------+--------+---------+
| 1 | lilei | 300 |
| 2 | hanmei | 16000 |
| 3 | lucy | 2400 |
+------+--------+---------+
3 rows in set (0.00 sec)

　　　　（6）在客戶端B開啓事務，新增一條數據，其中balance字段值爲600，並提交

mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> insert into account values(4,'lily',600); Query OK, 1 row affected (0.00 sec) mysql> commit; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

　　　　(7) 在客戶端A計算balance之和，值爲300+16000+2400=18700，沒有把客戶端B的值算進去，客戶端A提交後再計算balance之和，竟然變成了19300，這是由於把客戶端B的600算進去了

，站在客戶的角度，客戶是看不到客戶端B的，它會以爲是天下掉餡餅了，多了600塊，這就是幻讀，站在開發者的角度，數據的一致性並無破壞。可是在應用程序中，咱們得代碼可能會把18700提交給用戶了，若是你必定要避免這狀況小几率情況的發生，那麼就要採起下面要介紹的事務隔離級別「串行化」

mysql> select sum(balance) from account;
+--------------+
| sum(balance) |
+--------------+
| 18700 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select sum(balance) from account;
+--------------+
| sum(balance) |
+--------------+
| 19300 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

　　4.串行化

　　　　（1）打開一個客戶端A，並設置當前事務模式爲serializable，查詢表account的初始值：

mysql> set session transaction isolation level serializable;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)


mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)


mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id   | name   | balance |
+------+--------+---------+
|    1 | lilei  |   10000 |
|    2 | hanmei |   10000 |
|    3 | lucy   |   10000 |
|    4 | lily   |   10000 |
+------+--------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)

　　　　（2）打開一個客戶端B，並設置當前事務模式爲serializable，插入一條記錄報錯，表被鎖了插入失敗，mysql中事務隔離級別爲serializable時會鎖表，所以不會出現幻讀的狀況，這種隔離級別併發性極低，每每一個事務霸佔了一張表，其餘成千上萬個事務只有乾瞪眼，得等他用完提交纔可使用，開發中不多會用到。

mysql> set session transaction isolation level serializable;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into account values(5,'tom',0);
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

　　補充：

　　一、SQL規範所規定的標準，不一樣的數據庫具體的實現可能會有些差別

　　二、mysql中默認事務隔離級別是可重複讀時並不會鎖住讀取到的行

　　三、事務隔離級別爲串行化時，讀取數據會鎖住整張表

　　四、閱讀此文時，若是站在開發者的角度，也許會以爲不可重複讀和幻讀，在邏輯上並無什麼問題，最終數據仍然是一致的，可是站在用戶的角度，他們一般只能看到一個事務（只能看到客戶端A，不知道客戶端B這個臥底的存在），而不會考慮事務併發執行的現象，一旦出現同一數據屢次讀取結果不一樣，或者憑空出現新記錄，他們可能會產生疑慮，這是用戶體驗的問題。

　　5.事務在mysql中執行時，最終的結果不會出現數據的一致性的問題，由於在一個事務中，mysql執行某個操做未必會使用前一個操做的中間結果，它會根據其餘併發事務的實際狀況採來處理，看起來不合邏輯，可是保證了數據的一致性；可是事務在應用程序中執行時，一個操做的結果會被下一個操做用到，並進行其餘的計算。這是咱們得當心，可重複讀的時候應該鎖行，串行化時要鎖表，否則會破壞數據的一致性。

　　六、事務在mysql中執行時，mysql會根據各個事務的實際狀況綜合處理，致使數據的一致性沒有被破壞，可是應用程序時按照邏輯套路來出牌，並無mysql聰明，不免會出現數據的一致性問題。

　　七、隔離級別越高，越能保證數據的完整性和一致性，可是對併發性能的影響也越大，魚和熊掌不可兼得啊。對於多數應用程序，能夠優先考慮把數據庫系統的隔離級別設爲Read Committed，它可以避免髒讀取，並且具備較好的併發性能。儘管它會致使不可重複讀、幻讀這些併發問題，在可能出現這類問題的個別場合，能夠由應用程序採用悲觀鎖或樂觀鎖來控制。

Innodb幻讀的各類姿式

原創 2017-07-01 吳炳錫

導讀

認識幻讀，瞭解在應用開發中，高併發狀況下可能形成的數據不一致問題。

----MySQL支持事務隔離級別----

MySQL默認事務隔離級別： REPEATABLE READ 爲了提升併發度建議調整爲：READ COMMITTED.

MySQL支持事務隔離級別：

未提交讀（READ UNCOMMITTED）：另外一個事務修改了數據，但還沒有提交，而本事務中的SELECT會讀到這些未被提交的數據（髒讀）。
提交讀（READ COMMITTED）：本事務讀取到的是最新的數據（其餘事務提交後的）。問題是，在同一個事務裏，先後兩次相同的SELECT會讀到不一樣的結果（不重複讀）。
可重複讀（REPEATABLE READ）：在同一個事務裏，SELECT的結果是事務開始時時間點的狀態，所以，一樣的SELECT操做讀到的結果會是一致的。可是，會有幻讀現象。
串行化（SERIALIZABLE）：讀操做會隱式獲取共享鎖，能夠保證不一樣事務間的互斥。（這個表級高了的串行控制，不是實例級別的）
----重點名詞解析----
髒讀：最容易理解。另外一個事務修改的數據，還沒提交，而本事務中的SELECT語句讀取到數據。
不可重複讀（提交讀）：把髒讀搞定後，可能會遇到另外一個問題，提交讀。事務中兩次一樣的SELECT語句讀取到不一樣的結果。
幻讀（一致性讀）：解決不可重複讀的問題後，能夠保證同一個事情裏，查詢的結果都是事務開始的狀態（一致性）。可是，若是另外一個事務同時提交了數據，本事務更新時，就會驚奇的發現，這些數據好象是以前讀到的。

三組實驗

1、準備實驗環境

create database zst;
use zst;
create table a1(
id int not null,
name varchar(32),
primary key (id)) engine=innodb;
確認事務隔離級別在rr下：
mysql> select @@global.tx_isolation, @@tx_isolation;
+———————————-+————————-+
| @@global.tx_isolation | @@tx_isolation |
+———————————-+————————-+
| REPEATABLE-READ | REPEATABLE-READ |
+———————————-+————————-+

2、開始實驗

一、實驗一

session 1	session 2
begin; select * from a1; Empty set (0.01 sec)	begin;
	insert into a1 values(1,’zhishutang.com’);
select * from a1; Empty set (0.01 sec)
	commit;
select * from a1; Empty set (0.01 sec)
insert into a1 values(1,’wubx’); ERROR 1062 (23000): Duplicate entry ‘1’ for key ‘PRIMARY’	_

實驗結果：查的沒數據，但實際寫入失敗！！！還好是寫入失敗，於是不會影響太大。

二、實驗二

此次來一個更猛一點的：

session 1	session 2
truncate a1 ; insert into a1 values(1,’a1’),(2,’a2’),(3,’a3’);
begin;	begin;
select * from a1	select * from a1;
1, a1 2, a2 3, a3 3 rows in set (0.00 sec)	1, a1 2, a2 3, a3 3 rows in set (0.00 sec)
	delete from a1 where id=1; commit;
select * from a1	select * from a1;
1, a1 2, a2 3, a3 3 rows in set (0.00 sec)	2, a2 3, a3 2 rows in set (0.00 sec)
update a1 set name=’wubx’; Query OK, 2 rows affected (0.00 sec) Rows matched: 2 Changed: 2 Warnings: 0
select * from a1	select * from a1;
1, a1 2, wubx 3, wubx 3 rows in set (0.00 sec)	2, a2 3, a3 2 rows in set (0.00 sec)
commit Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)	_

實驗結果：天殺的update更新，提示成功，卻看到一行老數據，無論更新幾回，那個老數據還在。commit後消失原來那行老數據丟失。

另外，該過程也適用於insert：

session 1	session 2
truncate a1 ;
begin;	begin;
insert into a1 values(1,’a1’);	insert into a1 values(2,’abc’);
select * from a1	select * from a1
1, a1	2,abc
	commit
select * from a1	select * from a1
1, a1	2,abc
update a1 set name=’zhishutang.com’; Query OK, 2 rows affected (0.00 sec) Rows matched: 2 Changed: 2 Warnings: 0
select * from a1	select * from a1
1, zhishutang.com 2, zhishutang.com	2.abc
rollback
select * from a1	select * from a1
2, abc	2, abc

實驗結果：在本操做中，Session 1是讀取到一條，但作一個次update更新後能夠看到2條記錄，這個也能夠說是事務的一個幻讀，但這個事務並無被破壞，rollback還能把Session 1的操做撤掉。

附：其實這種情形在官方手冊裏也有標註，以下：

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-consistent-read.html
The snapshot of the database state applies to SELECT statements within a transaction, not necessarily to DML statements. If you insert or modify some rows and then commit that transaction, a DELETE or UPDATE statement issued from another concurrent REPEATABLE READ transaction could affect those just-committed rows, even though the session could not query them. If a transaction does update or delete rows committed by a different transaction, those changes do become visible to the current transaction.

三、實驗三

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-consistent-read.html
If you want to see the 「freshest」 state of the database, use either the READ COMMITTED isolation level or a locking read:

session 1	session 2
insert into a1 values(1,’a1’);	insert into a1 values(2,’abc’);
1, a1	2,abc
	commit
select * from a1	select * from a1
1, a1	2,abc
	commit
select * from a1
1,a1
select * from a1 lock in share mode;
1,a1 2, abc
select * from a1 for update;
1,a1 2, abc
select * from a1
1,a1	_