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03MySQL数据库事务的隔离级别

事务 就是要保证一组数据库操作,要么全部成功,要么全部失败。

在 MySQL 中,事务支持是在引擎层实现的

MySQL 是一个支持多引擎的系统,但并不是所有的引擎都支持事务。
比如 MySQL 原生的 MyISAM 引擎就不支持事务,这也是 MyISAM 被 InnoDB 取代的重要原因之一。
事务的四大特性:
ACID(Atomicity、Consistency、Isolation、Durability,即原子性、一致性、隔离性、持久性),今天我们就来说说其中 I,也就是“隔离性”。

当数据库上有多个事务同时执行的时候,就可能出现脏读(dirty read)、不可重复读(non-repeatable read)、幻读(phantom read)的问题,为了解决这些问题,就有了“隔离级别”的概念。

在谈隔离级别之前,你首先要知道,你隔离得越严实,效率就会越低。因此很多时候,我们都要在二者之间寻找一个平衡点。

SQL 标准的事务隔离级别包括:(从上到下越来越严实)

 读未提交(read uncommitted)读提交(read committed)可重复读(repeatable read)串行化(serializable)

逐一解释:

  • 读未提交是指,一个事务还没提交时,它做的变更就能被别的事务看到。这会带来脏读、幻读、不可重复读问题。(基本没用)
  • 读提交是指,一个事务提交之后,它做的变更才会被其他事务看到。避免了脏读,但仍然存在不可重复读和幻读问题。
  • 可重复读是指,一个事务执行过程中看到的数据,这个事务自己看到的数据始终不变(当然他可能已经被其他事务改变了)在可重复读隔离级别下,未提交变更对其他事务也是不可见的。避免了脏读和不可重复读问题,但幻读依然存在。
  • 串行化,顾名思义是对于同一行记录,“写”会加“写锁”,“读”会加“读锁”。当出现读写锁冲突的时候,后访问的事务必须等前一个事务执行完成,才能继续执行,避免了以上所有问题。

直接看文字描述可能不太好理解,那我们来看图吧

我们来看看在不同的隔离级别下,事务 A 会有哪些不同的返回结果,也就是图里面 V1、V2、V3 的返回值分别是什么。

 若隔离级别是“读未提交”,则 V1 的值就是 2。这时候事务 B 虽然还没有提交,但是结果已经被 A 看到了。因此,V2、V3 也都是 2。若隔离级别是“读提交”,则 V1 是 1,V2 的值是 2。事务 B 的更新在提交后才能被 A 看到。所以,V3 的值也是 2。若隔离级别是“可重复读”,则 V1、V2 是 1,V3 是 2。之所以 V2 还是 1,遵循的就是这个要求:事务在执行期间看到的数据前后必须是一致的。若隔离级别是“串行化”,则在事务 B 执行“将 1 改成 2”的时候,会被锁住。直到事务 A 提交后,事务 B 才可以继续执行。所以从 A 的角度看,V1、V2 值是 1,V3 的值是 2。

在实现上,数据库里面会创建一个视图,访问的时候以视图的逻辑结果为准。在“可重复读”隔离级别下,这个视图是在事务启动时创建的,整个事务存在期间都用这个视图。在“读提交”隔离级别下,这个视图是在每个 SQL 语句开始执行的时候创建的。这里需要注意的是,“读未提交”隔离级别下直接返回记录上的最新值,没有视图概念;而“串行化”隔离级别下直接用加锁的方式来避免并行访问。

我们可以看到在不同的隔离级别下,数据库行为是有所不同的。Oracle 数据库的默认隔离级别其实就是“读提交”,因此对于一些从 Oracle 迁移到 MySQL 的应用,为保证数据库隔离级别的一致,你一定要记得将 MySQL 的隔离级别设置为“读提交”。

总结来说,存在即合理,哪个隔离级别都有它自己的使用场景,你要根据自己的业务情况来定。我想你可能会问那什么时候需要“可重复读”的场景呢?我们来看一个数据校对逻辑的案例。

假设你在管理一个个人银行账户表。一个表存了每个月月底的余额,一个表存了账单明细。这时候你要做数据校对,也就是判断上个月的余额和当前余额的差额,是否与本月的账单明细一致。你一定希望在校对过程中,即使有用户发生了一笔新的交易,也不影响你的校对结果。

这时候使用“可重复读”隔离级别就很方便。事务启动时的视图可以认为是静态的,不受其他事务更新的影响。

悲观锁与乐观锁

悲观锁,正如它的名字那样,数据库总是认为别人会去修改它所要操作的数据,因此在数据库处理过程中将数据加锁。其实现依靠数据库底层。

乐观锁,如它的名字那样,总是认为别人不会去修改,只有在提交更新的时候去检查数据的状态。通常是给数据增加一个字段来标识数据的版本。

MySQL 的 MVCC(多版本并发控制)

我们知道,MySQL 的 innodb 采用的是行锁,而且采用了多版本并发控制来提高读操作的性能。

什么是多版本并发控制呢?其实就是在每一行记录的后面增加两个隐藏列,记录创建版本号和删除版本号,

而每一个事务在启动的时候,都有一个唯一的递增的版本号。

1、在插入操作时:记录的创建版本号就是事务版本号。

比如我插入一条记录, 事务 id 假设是 1,那么记录如下:也就是说,创建版本号就是事务版本号。

2、在更新操作的时候,采用的是先标记旧的那行记录为已删除,并且删除版本号是事务版本号,然后插入一行新的记录的方式。

比如,针对上面那行记录,事务 Id 为 2 要把 name 字段更新

update table set name= ‘new_value’ where id=1;

3、删除操作的时候,就把事务版本号作为删除版本号。比如

delete from table where id=1;

4、查询操作:

从上面的描述可以看到,在查询时要符合以下两个条件的记录才能被事务查询出来:

1) 删除版本号 大于 当前事务版本号,就是说删除操作是在当前事务启动之后做的。

2) 创建版本号 小于或者等于 当前事务版本号,就是说记录创建是在事务中(等于的情况)或者事务启动之前。

这样就保证了各个事务互不影响。从这里也可以体会到一种提高系统性能的思路,就是:

通过版本号来减少锁的争用。

另外,只有 read-committed 和 repeatable-read 两种事务隔离级别才能使用 mVcc

read-uncommited 由于是读到未提交的,所以不存在版本的问题

而 serializable 则会对所有读取的行加锁。

问题:那我们用什么办法能看到两个隐藏列呢?

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