事务隔离和锁有什么关系？

事务隔离和锁是数据库并发控制的两个核心机制，二者紧密关联但职责不同：
事务隔离定义了事务之间的可见性规则（即“看到什么数据”），而锁是实现这些规则的技术手段（即“如何保证数据安全”）。

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1. 事务隔离的四个级别

事务隔离级别由SQL标准（ANSI/ISO）定义，从低到高分为：

1. 读未提交（Read Uncommitted）：事务可能读到其他事务未提交的数据（脏读）。
2. 读已提交（Read Committed）：事务只能读到其他事务已提交的数据（解决脏读）。
3. 可重复读（Repeatable Read）：事务内多次读取同一数据的结果一致（解决不可重复读）。
4. 串行化（Serializable）：完全隔离，事务如同串行执行（解决幻读）。

不同数据库的默认隔离级别不同：

• MySQL InnoDB默认 可重复读（通过MVCC+锁实现）。
• Oracle/PostgreSQL默认 读已提交。

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2. 锁如何支撑事务隔离

锁是实现隔离级别的底层工具，不同隔离级别对锁的依赖程度不同：

隔离级别	锁的用途	典型问题
读未提交	几乎不加锁（仅写操作加排他锁，读不阻塞）	脏读、不可重复读、幻读
读已提交	写操作加排他锁（X锁），读操作不加锁（通过MVCC或短持有S锁）	不可重复读、幻读
可重复读	写操作加X锁，读操作利用MVCC或多版本快照（或长持有S锁）	幻读（部分数据库如MySQL通过间隙锁解决）
串行化	所有读操作加共享锁（S锁），写操作加X锁，可能使用范围锁（如间隙锁）	无并发问题，但性能最低

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3. 关键交互场景

（1）读操作与锁

• 脏读避免：
  在“读已提交”及以上级别，写事务持有X锁时，其他事务无法读取未提交数据（X锁阻塞读请求）。
• 不可重复读避免：
  • 锁方案：事务A读取数据时加S锁，事务B的X锁会被阻塞（直到A提交）。
  • MVCC方案（无锁）：通过多版本快照保证事务内读到同一版本数据（如MySQL的ReadView）。

（2）写操作与锁

• 更新冲突：
  两个事务同时更新同一行时，后请求X锁的事务会被阻塞（依赖排他锁）。
• 幻读解决：
  • 锁方案：串行化级别下，通过间隙锁（Gap Lock）或Next-Key Lock锁定范围，禁止其他事务插入符合条件的数据。
  • MVCC方案：可重复读级别下，通过快照避免“看到”新插入的数据（但可能仍存在写入冲突）。

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4. 锁的类型与隔离级别

不同隔离级别对锁的需求不同：

• 共享锁（S锁）：
  • 高隔离级别（如串行化）中用于读操作，阻塞其他事务的X锁。
  • 低隔离级别（如读已提交）可能不加S锁（通过MVCC实现）。
• 排他锁（X锁）：
  • 所有隔离级别的写操作必须加X锁，确保数据修改的独占性。
• 意向锁（IS/IX）：
  • 在多粒度锁（如表+行）中协调锁冲突，与隔离级别无关。
• 间隙锁（Gap Lock）：
  • 仅在可重复读/串行化级别使用，解决幻读问题。

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5. 示例对比

场景：事务A查询，事务B更新同一行

隔离级别	事务A操作	事务B操作	结果
读未提交	SELECT * FROM t	UPDATE t SET ...	A可能读到B未提交的脏数据
读已提交	SELECT * FROM t	UPDATE t SET ...	A只能读到B提交后的数据
可重复读	SELECT * FROM t	UPDATE t SET ...	A始终读到事务开始时的快照数据
串行化	SELECT * FROM t	UPDATE t SET ...	B的UPDATE可能被阻塞（若A持有S锁）

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6. 总结

• 锁是工具，隔离是目标：
  锁通过阻塞或冲突检测保证数据一致性，隔离级别则定义了事务间的可见性边界。
• 隔离级别越高，锁的代价越大：
  串行化需要严格的锁机制（如范围锁），而读已提交可能仅依赖短持有锁或MVCC。
• 现代数据库的优化：
  多数数据库（如MySQL、PostgreSQL）结合 锁（悲观并发控制） 和 MVCC（乐观并发控制） 实现高性能隔离。

理解二者的关系，有助于根据业务需求权衡 一致性 和 并发性能。