数据库事务之隔离性

数据库事务之隔离性

数据库事务

数据库事务是数据库管理系统执行过程逻辑单位，由有限的数据库操作序列构成。

事务与ACID

ACID事务四大特征可以保证事务正确可靠，四大特征分指原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability)。

ACID

• 原子性(Atomicity)：一个事务的所有操作，要么全部成功执行、要么全部不执行。如果事务在执行过程中出错，则全部回滚到事务开始前的状态，就像这个事务从未执行过。即事务不可分割。
• 一致性(Consistency)：在事务开始之前和事务结束之后，数据库的完整性没有被破坏，这要求写入的数据必须完全符合所有的预设约束、触发器、级联回滚等。
• 隔离性(Isolation)：数据库允许多个并发事务同时对其数据进行读写和修改能力，隔离性可以防止多个事务并发执行由于交叉执行而导致数据不一致。事务隔离分为不同的级别，包括未提交读(Read
  uncommitted)、提交读(Read committed)、可重复读(Repeatable
  read)和串行化(Serializable)。
• 持久化(Durability)：事务处理结束后，对数据的修改就是永久的，即便系统故障也会丢失。

事务回滚通过回滚日志(undo log)实现、事务持久化主要靠事务结束执行添加重做日志(redo log)实现。下面主要讲隔离性

隔离性所解决的四大问题

脏写(Dirty write)

脏写：一个事务修改另一个事务未提交的修改数据。例如某条记录money=800，现在事务A、事务B并发对其修改，事务A先更新money=1000，事务B再更新money=1200，然后事务A提交事务，但是事务B发现错误回滚至事务开始前的money=800，丢失了事务A的更新money=1000。事务ADB事务B

脏读(Dirty read)

不可重复读：在一次事务中，当一行数据获取两遍得到不同的结果表示发生了"不可重复读"。在解决脏读问题后，还是存在不可重复读问题。例如某条记录money=800，事务A、B并发分别对其写读，事务A更新money=800但未提交，事务B读取money=800，然后事务A提交，事务B再读取money=1000，事务B先后两次读取money值不一致，这就是不可重复读。

幻读(Phantom reading)

幻读：在一次事务中，当两个完全相同的查询语句执行得到不同的结果集。初始化只有记录name, money = (张三，800)，事务A开始事务读500

幻读导致的灵异事件

note: 四大问题严重性：脏写 > 脏读 > 不可重复读 > 幻读

隔离性四个级别

未提交读是最低的隔离级别，解决了脏写，但是允许脏读，事务可以看到其他事务"尚未提交"的修改。

提交读(Read committed)

提交读是在并发事务中，一个事务不会读到另一个事务未提交的更改，解决未提交读中脏读，但是还是有不可重复读问题。

可重复读(Repeatable read)

可重复读比提交读更严格，在并发事务中，保证一个事务前后两次读到结果是一致的，解决了不可重复读问题。理论上还有幻读问题，但在mysql下可重复读级别已解决幻读问题，具体看下面第二张图。

可串行化(Serializable)

最严格的隔离级别，解决了所有问题，但是因为完全用锁效率低下。

隔离四个级别与四大问题

隔离级别实现相关

读写锁读写锁是计算机程序的并发控制的一种同步机制，也称为"共享-互斥锁"、“多读者-单写者锁”。读操作可并发重入，写操作是互斥的。

• 当读锁已被持有，允许重入读操作，但不允许写操作
• 当写锁已被持有，即不允许重入读操作，也不允许写操作

读锁又称为共享锁(share locks)，写锁又称为排它锁(exclusive locks)

一致性无锁读

一致性无锁读通过MVCC(Multi Version Concurrency Control)多版本并发控制实现。MVCC通过数据冗余，版本号控制实现无锁读。通过MVCC可以实现高效的可重复读隔离级别。

间隙锁(Gap lock)

间隙锁与读写锁、互斥锁区别是：读写锁、互斥锁是从锁的方式考虑，而间隙锁是从锁的对象角度考虑。常说的读写锁、互斥锁锁的对象是单个；而间隙锁是锁一个范围内的对象，这个锁可以是读写锁、也可以是互斥锁。幻读问题就是通过间隙锁实现。

记录锁(record lock)：单个记录锁 Next key lock：是间隙锁+记录锁，比如next_key_lock锁[5,
10)，相当于一个记录锁5和间隙锁(5, 10)组合

InnoDB存储引擎中不同SQL在不同隔离级别下锁的比较