MySQL InnoDB四個事務級別 與 髒讀、不重複讀、幻讀

時間  2019-12-24
標籤 mysql innodb 四個 事務 級別 不重 復讀 欄目 MySQL 简体版
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       SQL標準定義了4類隔離級別，包括了一些具體規則，用來限定事務內外的哪些改變是可見的，哪些是不可見的。低級別的隔離級通常支持更高的併發處理，並擁有更低的系統開銷。
Read Uncommitted（讀取未提交內容）java

       在該隔離級別，全部事務均可以看到其餘未提交事務的執行結果。本隔離級別不多用於實際應用，由於它的性能也不比其餘級別好多少。讀取未提交的數據，也被稱之爲髒讀（Dirty Read）。
Read Committed（讀取提交內容）mysql

       這是大多數數據庫系統的默認隔離級別（但不是MySQL默認的）。它知足了隔離的簡單定義：一個事務只能看見已經提交事務所作的改變。這種隔離級別 也支持所謂的不可重複讀（Nonrepeatable Read），由於同一事務的其餘實例在該實例處理其間可能會有新的commit，因此同一select可能返回不一樣結果。
Repeatable Read（可重讀）sql

       這是MySQL的默認事務隔離級別，它確保同一事務的多個實例在併發讀取數據時，會看到一樣的數據行。不過理論上，這會致使另外一個棘手的問題：幻讀 （Phantom Read）。簡單的說，幻讀指當用戶讀取某一範圍的數據行時，另外一個事務又在該範圍內插入了新行，當用戶再讀取該範圍的數據行時，會發現有新的「幻影」 行。InnoDB和Falcon存儲引擎經過多版本併發控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）機制解決了該問題。數據庫

Serializable（可串行化） 
       這是最高的隔離級別，它經過強制事務排序，使之不可能相互衝突，從而解決幻讀問題。簡言之，它是在每一個讀的數據行上加上共享鎖。在這個級別，可能致使大量的超時現象和鎖競爭。session

         這四種隔離級別採起不一樣的鎖類型來實現，若讀取的是同一個數據的話，就容易發生問題。例如：併發

         髒讀(Drity Read)：某個事務已更新一份數據，另外一個事務在此時讀取了同一份數據，因爲某些緣由，前一個RollBack了操做，則後一個事務所讀取的數據就會是不正確的。性能

         不可重複讀(Non-repeatable read):在一個事務的兩次查詢之中數據不一致，這多是兩次查詢過程當中間插入了一個事務更新的原有的數據。spa

         幻讀(Phantom Read):在一個事務的兩次查詢中數據筆數不一致，例若有一個事務查詢了幾列(Row)數據，而另外一個事務卻在此時插入了新的幾列數據，先前的事務在接下來的查詢中，就會發現有幾列數據是它先前所沒有的。rest

         在MySQL中，實現了這四種隔離級別，分別有可能產生問題以下所示：code

用戶能夠用SET TRANSACTION語句改變單個會話或者全部新進鏈接的隔離級別。它的語法以下：

SET [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE}


注意：默認的行爲（不帶session和global）是爲下一個（未開始）事務設置隔離級別。若是你使用GLOBAL關鍵字，語句在全局對從那點開始建立的全部新鏈接（除了不存在的鏈接）設置默認事務級別。你須要SUPER權限來作這個。使用SESSION 關鍵字爲未來在當前鏈接上執行的事務設置默認事務級別。 任何客戶端都能自由改變會話隔離級別（甚至在事務的中間），或者爲下一個事務設置隔離級別。 

你能夠用下列語句查詢全局和繪畫事物隔離級別：

SELECT @@global.tx_isolation; 
SELECT @@session.tx_isolation; 
SELECT @@tx_isolation;

一，將A的隔離界別設置爲read uncommintted(未提交讀)

客戶端A:

mysql> select @@tx_isolation;
+------------------+
| @@tx_isolation   |
+------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------+
1 row in set (0.00 sec)

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

客戶端B:

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

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

mysql> update tx set num=10 where id=1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

客戶端A:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

客戶端B:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

客戶端A:

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

上面的實驗能夠得出結論， 事物B更新一條記錄，可是沒有提交，此時A能夠查詢出未提交記錄。形成髒讀現象。未提交讀是最低的隔離級別。

二，將客戶端A的事物隔離級別設置爲read committed

在B未更新數據以前：

客戶端A:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

客戶端B:

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

mysql> update tx set num=10 where id=1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

此時查看客戶端A已經成功解決髒讀問題

客戶端A:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

而後，將客戶端Ｂ的事物提交commit

客戶端B:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

此時再看客戶端A，數據已經更新

客戶端A:

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

 通過上面的實驗能夠得出結論，已提交讀隔離級別解決了髒讀的問題，可是出現了不可重複讀的問題，即事務A在兩次查詢的數據不一致，由於在兩次查詢之間事務B更新了一條數據。已提交讀只容許讀取已提交的記錄，但不要求可重複讀。

三，將A的隔離級別設置爲repeeatable read(可重複讀)

在B未更新數據以前，客戶端A:

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

B更新數據 

客戶端B:

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

mysql> update tx set num=10 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

此時B沒有提交，A讀不到更新：

客戶端A:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

此時B提交：

客戶端B:

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

mysql> update tx set num=10 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

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

mysql>

此時A仍然讀不到更新的數據，事物中的數據一致，可重複讀

客戶端A:

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

mysql> update tx set num=10 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

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

mysql>

B插入數據：

客戶端B:

mysql> insert into tx value(9,5);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
|    9 |    5 |
+------+------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql>

客戶端A依然讀不到更新：

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

A事物提交後讀取到更新：

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
|    9 |    5 |
+------+------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql>

  

 由以上的實驗能夠得出結論，可重複讀隔離級別只容許讀取已提交記錄，並且在一個事務兩次讀取一個記錄期間，其餘事務更新該記錄不影響本事務的讀取，即一個事物中讀取結果同樣。但該事務不要求與其餘事務可串行化。例如，當一個事務能夠找到由一個已提交事務更新的記錄，可是可能產生幻讀問題(注意是可能，由於數據庫對隔離級別的實現有所差異)。像以上的實驗，就沒有出現數據幻讀的問題。

四，將A的隔離級別設置爲可串行化(Serializable)

A打開事物，B插入一條數據

客戶端A:

mysql> select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| SERIALIZABLE   |
+----------------+
1 row in set (0.00 sec)

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
|    9 |    5 |
+------+------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql>

客戶端B:

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> insert into tx(num) value(4);

由於此時事物A的隔離級別設置爲serializable,開始事物後，並無提交。因此事物B只能等待。此時A若是一直不提交事物，B端會出現以下狀況：

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> insert into tx(num) value(4);
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
mysql>

事物A提交事務

客戶端A:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
|    9 |    5 |
+------+------+
4 rows in set (0.00 sec)

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

mysql>

客戶端B此時正常

客戶端B:

mysql> insert into tx(num) value(4);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
|    9 |    5 |
| NULL |    4 |
+------+------+
5 rows in set (0.00 sec)

mysql>

serializale徹底鎖定字段，若一個事物來查詢同一份數據就必須等待，直到前一個事物完成並解除鎖定爲止。是完整的隔離級別，會鎖定對應的數據表格，於是會有效率問題。

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