【Mysql进阶】数据库之事务隔离机制

什么是事务(Transaction)

事务是指一组操作集合，这一组操作执行完成之后必须满足 ACID 特性。

原子性（Atomic）: 一组操作要么全部执行成功，要么全部执行失败；
一致性（Consistency）: 事务执行成功后，数据必须保持一致。例如转账事务，不管有多少个转账并发，户头的钱款总数还是固定一致的；
隔离性（Isolation）: 并发事务所作的修改必须与任何其它并发事务所作的修改隔离。串行处理事务能保证绝对的隔离，但考虑到性能的问题，可以适当降低隔离程度以提高并发效率；
持久性（Duration）: 事务执行后，对数据的影响是永久性的，即使系统出现故障也会继续保持。

对于数据库事务（(Database Transaction)，这一组操作集合就是指多个SQL语句。这组SQL语句执行时需要保证ACID的特性。

什么是事务隔离？

一个事务要保证ACID的特性，事务隔离就是指其中的隔离性（Isolation）。
隔离性越高，系统吞吐量越低。

所以我们在考虑事务隔离问题时，本质上是在考虑一个trade off的问题：

隔离性
吞吐量

事务隔离的级别

事务隔离的级别有四个级别：

Read Uncommitted
Read Committed
Repeatable Read
Serializable

这四个级别的主要区分在于：

一个事务执行时能否读取到其他事务对数据所做的修改。

PS: 最好的理解事务隔离级别的方式就是从隔离方式的命名去理解。

第一级别：Read Uncommitted

Read Uncommitted，当前事务读取到其他未提交（uncommitted）的事务所做的数据更新。

这种现象通常也叫作 脏读 (Dirty Read)。

#首先，修改隔离级别
set tx_isolation='READ-UNCOMMITTED';
select @@tx_isolation;
+------------------+
| @@tx_isolation   |
+------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------+

#事务A：启动一个事务
start transaction;
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

#事务B：也启动一个事务(那么两个事务交叉了)
#在事务B中执行更新语句，且不提交
start transaction;
update tx set num=10 where id=1;
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

#事务A：那么这时候事务A能看到这个更新了的数据吗?
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |   --->可以看到！说明我们读到了事务B还没有提交的数据
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

#事务B：事务B回滚,仍然未提交
rollback;
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

#事务A：在事务A里面看到的也是B没有提交的数据
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |      --->脏读意味着我在这个事务中(A中)，事务B虽然没有提交，但它任何一条数据变化，我都可以看到！
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

第二级别：Read Committed

Read committed，当前事务读取到其他已提交（committed）的事务所做的数据更新。

该隔离级别会带来另一个现象，不可重复读(Non-repeatable Read)，是指一个事务执行期间，因为其他事务所做的数据更新，可能会存在多次读取数据不一致的现象。

目前，该级别通常是大部分数据库的默认隔离级别。 Mysql是例外，它的隔离级别是第三级别，后续会有介绍。

#首先修改隔离级别
set tx_isolation='read-committed';
select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| READ-COMMITTED |
+----------------+

#事务A：启动一个事务
start transaction;
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

#事务B：也启动一个事务(那么两个事务交叉了)
       在这事务中更新数据，且未提交
start transaction;
update tx set num=10 where id=1;
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

#事务A：这个时候我们在事务A中能看到数据的变化吗?
select * from tx; --------------->
+------+------+                |
| id   | num  |                |
+------+------+                |
|    1 |    1 |--->并不能看到！  |
|    2 |    2 |                |
|    3 |    3 |                |
+------+------+                |——>相同的select语句，结果却不一样
                               |
#事务B：如果提交了事务B呢?         |
commit;                        |
                               |
#事务A:                         |
select * from tx; --------------->
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |--->因为事务B已经提交了，所以在A中我们看到了数据变化
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

第三级别：Repeatable Read

Repeatable Read，当前事务读取不到其他事务所做的数据更新。事务执行阶段内某段范围内的数据，无论读取多少次都是一样（Repeatable）的。

该隔离级别存在另一个问题，幻读(Phantom Read), 是指事务执行期间可能读取到其他事务的新增数据的现象。例如同一条SQL语句，select * from table where id>10 ，第一次执行读出来5条，第二次执行可能读出来6条。

目前，主流的数据库（Mysql、Oracle）都通过多版本并发控制(MVCC，Multiversion Concurrency Control)机制解决了该问题。

#首先，更改隔离级别
set tx_isolation='repeatable-read';
select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+

#事务A：启动一个事务
start transaction;
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

#事务B：开启一个新事务(那么这两个事务交叉了)
       在事务B中更新数据，并提交
start transaction;
update tx set num=10 where id=1;
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
commit;

#事务A：这时候即使事务B已经提交了,但A能不能看到数据变化？
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 | --->还是看不到的！(这个级别2不一样，也说明级别3解决了不可重复读问题)
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

#事务A：只有当事务A也提交了，它才能够看到数据变化
commit;
select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+

第四级别：Serializable

Serializable，事务串行执行，每次执行事务都对相关的数据加锁（一般来说是共享锁，其他事务可读不可写）。

该级别虽然不存在前面是三个级别提到的脏读、不可重复读、幻读等问题，但同时由于存在大量的锁竞争，会使得吞吐量下降。

#首先修改隔离界别
set tx_isolation='serializable';
select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| SERIALIZABLE   |
+----------------+

#事务A：开启一个新事务
start transaction;

#事务B：在A没有commit之前，这个交叉事务是不能更改数据的
start transaction;
insert tx values('4','4');
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
update tx set num=10 where id=1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

总结

这里写图片描述

当然，目前Repeatable Read级别也通过MVCC机制解决了幻读的现象。

MVCC机制可以在不需要使用锁的情况下完成并发读写，具体实现机制待更新。(^▽)