事務隔離級別(圖文詳解)

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事務隔離級別(圖文詳解)

什麼是事務?

事務是邏輯上的一組操做，要麼都執行，要麼都不執行。

事務最經典也常常被拿出來講例子就是轉帳了。假如小明要給小紅轉帳1000元，這個轉帳會涉及到兩個關鍵操做就是：將小明的餘額減小1000元，將小紅的餘額增長1000元。萬一在這兩個操做之間忽然出現錯誤好比銀行系統崩潰，致使小明餘額減小而小紅的餘額沒有增長，這樣就不對了。事務就是保證這兩個關鍵操做要麼都成功，要麼都要失敗。

事物的特性(ACID)

1. 原子性： 事務是最小的執行單位，不容許分割。事務的原子性確保動做要麼所有完成，要麼徹底不起做用；
2. 一致性： 執行事務先後，數據保持一致；
3. 隔離性： 併發訪問數據庫時，一個用戶的事物不被其餘事物所幹擾，各併發事務之間數據庫是獨立的；
4. 持久性: 一個事務被提交以後。它對數據庫中數據的改變是持久的，即便數據庫發生故障也不該該對其有任何影響。

併發事務帶來的問題

在典型的應用程序中，多個事務併發運行，常常會操做相同的數據來完成各自的任務（多個用戶對統一數據進行操做）。併發雖然是必須的，但可能會致使一下的問題。

• 髒讀（Dirty read）: 當一個事務正在訪問數據而且對數據進行了修改，而這種修改尚未提交到數據庫中，這時另一個事務也訪問了這個數據，而後使用了這個數據。由於這個數據是尚未提交的數據，那麼另一個事務讀到的這個數據是「髒數據」，依據「髒數據」所作的操做多是不正確的。
• 丟失修改（Lost to modify）: 指在一個事務讀取一個數據時，另一個事務也訪問了該數據，那麼在第一個事務中修改了這個數據後，第二個事務也修改了這個數據。這樣第一個事務內的修改結果就被丟失，所以稱爲丟失修改。 例如：事務1讀取某表中的數據A=20，事務2也讀取A=20，事務1修改A=A-1，事務2也修改A=A-1，最終結果A=19，事務1的修改被丟失。
• 不可重複讀（Unrepeatableread）: 指在一個事務內屢次讀同一數據。在這個事務尚未結束時，另外一個事務也訪問該數據。那麼，在第一個事務中的兩次讀數據之間，因爲第二個事務的修改致使第一個事務兩次讀取的數據可能不太同樣。這就發生了在一個事務內兩次讀到的數據是不同的狀況，所以稱爲不可重複讀。
• 幻讀（Phantom read）: 幻讀與不可重複讀相似。它發生在一個事務（T1）讀取了幾行數據，接着另外一個併發事務（T2）插入了一些數據時。在隨後的查詢中，第一個事務（T1）就會發現多了一些本來不存在的記錄，就好像發生了幻覺同樣，因此稱爲幻讀。

不可重複度和幻讀區別：

不可重複讀的重點是修改，幻讀的重點在於新增或者刪除。

例1（一樣的條件, 你讀取過的數據, 再次讀取出來發現值不同了 ）：事務1中的A先生讀取本身的工資爲 1000的操做還沒完成，事務2中的B先生就修改了A的工資爲2000，導 致A再讀本身的工資時工資變爲 2000；這就是不可重複讀。

例2（一樣的條件, 第1次和第2次讀出來的記錄數不同 ）：假某工資單表中工資大於3000的有4人，事務1讀取了全部工資大於3000的人，共查到4條記錄，這時事務2 又插入了一條工資大於3000的記錄，事務1再次讀取時查到的記錄就變爲了5條，這樣就致使了幻讀。

事務隔離級別

SQL 標準定義了四個隔離級別：

• READ-UNCOMMITTED(讀取未提交)： 最低的隔離級別，容許讀取還沒有提交的數據變動，可能會致使髒讀、幻讀或不可重複讀
• READ-COMMITTED(讀取已提交): 容許讀取併發事務已經提交的數據，能夠阻止髒讀，可是幻讀或不可重複讀仍有可能發生
• REPEATABLE-READ（可重讀）: 對同一字段的屢次讀取結果都是一致的，除非數據是被自己事務本身所修改，能夠阻止髒讀和不可重複讀，但幻讀仍有可能發生。
• SERIALIZABLE(可串行化): 最高的隔離級別，徹底服從ACID的隔離級別。全部的事務依次逐個執行，這樣事務之間就徹底不可能產生干擾，也就是說，該級別能夠防止髒讀、不可重複讀以及幻讀。

MySQL InnoDB 存儲引擎的默認支持的隔離級別是 REPEATABLE-READ（可重讀）。咱們能夠經過SELECT @@tx_isolation;命令來查看

mysql> SELECT @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
複製代碼

這裏須要注意的是：與 SQL 標準不一樣的地方在於InnoDB 存儲引擎在 **REPEATABLE-READ（可重讀）事務隔離級別下使用的是Next-Key Lock 鎖算法，所以能夠避免幻讀的產生，這與其餘數據庫系統(如 SQL Server)是不一樣的。因此說InnoDB 存儲引擎的默認支持的隔離級別是 REPEATABLE-READ（可重讀） 已經能夠徹底保證事務的隔離性要求，即達到了 SQL標準的SERIALIZABLE(可串行化)**隔離級別。

由於隔離級別越低，事務請求的鎖越少，因此大部分數據庫系統的隔離級別都是READ-COMMITTED(讀取提交內容):，可是你要知道的是InnoDB 存儲引擎默認使用 **REPEATABLE-READ（可重讀）**並不會有任何性能損失。

InnoDB 存儲引擎在 分佈式事務 的狀況下通常會用到**SERIALIZABLE(可串行化)**隔離級別。

實際狀況演示

在下面我會使用 2 個命令行mysql ，模擬多線程（多事務）對同一份數據的髒讀問題。

MySQL 命令行的默認配置中事務都是自動提交的，即執行SQL語句後就會立刻執行 COMMIT 操做。若是要顯式地開啓一個事務須要使用命令：START TARNSACTION。

咱們能夠經過下面的命令來設置隔離級別。

SET [SESSION|GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL [READ UNCOMMITTED|READ COMMITTED|REPEATABLE READ|SERIALIZABLE]
複製代碼

咱們再來看一下咱們在下面實際操做中使用到的一些併發控制語句:

• START TARNSACTION |BEGIN:顯式地開啓一個事務。
• COMMIT:提交事務，使得對數據庫作的全部修改爲爲永久性。
• ROLLBACK 回滾會結束用戶的事務，並撤銷正在進行的全部未提交的修改。

髒讀(讀未提交)

避免髒讀(讀已提交)

不可重複讀

仍是剛纔上面的讀已提交的圖，雖然避免了讀未提交，可是卻出現了，一個事務尚未結束，就發生了 不可重複讀問題。

可重複讀

防止幻讀(可重複讀)

一個事務對數據庫進行操做，這種操做的範圍是數據庫的所有行，而後第二個事務也在對這個數據庫操做，這種操做能夠是插入一行記錄或刪除一行記錄，那麼第一個是事務就會以爲本身出現了幻覺，怎麼還有沒有處理的記錄呢? 或者 怎麼多處理了一行記錄呢?

幻讀和不可重複讀有些類似之處 ，可是不可重複讀的重點是修改，幻讀的重點在於新增或者刪除。

參考

• 《MySQL技術內幕：InnoDB存儲引擎》
• dev.mysql.com/doc/refman/…

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