前言
之前的文章mysql鎖機制詳解中我們詳細講解了innodb的鎖機制,鎖機制是用來保證在并發(fā)情況下數(shù)據(jù)的準確性,而要保證數(shù)據(jù)準確通常需要事務的支持,而mysql存儲引擎innodb是通過鎖機制來巧妙地實現(xiàn)事務的隔離特性中的4種隔離級別。
事務ACID特性,其中I代表隔離性(Isolation)。隔離性是指,多個用戶的并發(fā)事務訪問同一個數(shù)據(jù)庫時,一個用戶的事務不應該被其他用戶的事務干擾,多個并發(fā)事務之間要相互隔離。
我們都知道事務的幾種性質(zhì),數(shù)據(jù)庫中的一致性和隔離性等是實現(xiàn)事務的基本思想,在系統(tǒng)有大量的并發(fā)訪問的情況下,了解和熟練應用數(shù)據(jù)庫的本身的事務隔離級別,對于寫出健壯性,并發(fā)處理能力強的代碼還是起關(guān)鍵的作用。
1. 事務之間如何互相干擾
一個事務是如何干擾其他事務呢?舉個例子,有如下表:
create table lock_example(id smallint(10),name varchar(20),primary key id)engine=innodb;
表中有如下數(shù)據(jù):
1, zhangsan
2, lisi
3, wangwu
demo1:
事務A,先執(zhí)行,處于未提交的狀態(tài):
insert into t values(4, 'zhaoliu');
事務B,后執(zhí)行,也未提交:
如果事務B能夠讀取到(4, zhaoliu)這條記錄,說明事務A就對事務B產(chǎn)生了影響,這種影響叫做“讀臟”,即讀到了未提交事務操作的記錄。
demo2:
事務A,先執(zhí)行:
select * from t where id=1;
結(jié)果集為
1,zhangsan
事務B,后執(zhí)行,并且提交:
update t set name=xxx where id=1;
commit;
事務A,再次執(zhí)行相同的查詢:
select * from t where id=1;
結(jié)果集為:
1, xxx
這次是已提交事務B對事務A產(chǎn)生的影響,這種影響叫做“不可重復讀”,即一個事務內(nèi)相同的查詢,卻得到了不同的結(jié)果。
demo3:
事務A,先執(zhí)行:
select * from t where id>3;
結(jié)果集為:
NULL
事務B,后執(zhí)行,并且提交:
insert into t values(4, zhaoliu);
commit;
事務A,首次查詢了id>3的結(jié)果為NULL,于是想插入一條為4的記錄:
insert into t values(4, xxoo);
結(jié)果集為:
Error : duplicate key!
你可能會想。。。你TM在逗我?查了id>3為空集,insert id=4時又告訴我PK沖突?→_→
這次是已提交事務B對事務A產(chǎn)生的影響,這種影響叫做“幻讀”。
如上,并發(fā)的事務可能導致其他事務出現(xiàn)讀臟、不可重復讀、幻讀。為了避免如上情況出現(xiàn),innodb又做了哪些努力呢?
2. InnoDB實現(xiàn)了哪幾種事務的隔離級別?
InnoDB實現(xiàn)了四種不同事務的隔離級別:
- 讀未提交(Read Uncommitted)
- 讀提交(Read Committed, RC)
- 可重復讀(Repeated Read, RR)
- 串行化(Serializable)
不同事務的隔離級別,實際上是一致性與并發(fā)性的一個權(quán)衡與折衷。
3. 四種事務的隔離級別,innodb如何實現(xiàn)?
InnoDB使用不同的鎖策略(Locking Strategy)來實現(xiàn)不同的隔離級別。
a. 讀未提交(Read Uncommitted)
這種事務隔離級別下,select語句不加鎖,也不是快照讀。
SELECT statements are performed in a nonlocking fashion.
此時,可能讀取到不一致的數(shù)據(jù),即“讀臟”。這是并發(fā)最高,一致性最差的隔離級別。
b. 讀提交(Read Committed, RC)
- 普通select是快照讀;
- 加鎖的select, update, delete等語句,除了在外鍵約束檢查(foreign-key constraint checking)以及重復鍵檢查(duplicate-key checking)時會封鎖區(qū)間,其他時刻都只使用記錄鎖;
- 間隙鎖(gap lock)、臨建鎖(next-key lock)在該級別下失效;
此時,其他事務的插入依然可以執(zhí)行,就可能導致,讀取到幻影記錄。該級別是最常使用的。而且如果是不上鎖的select,可能產(chǎn)生不可重復讀。
該級別下是通過快照讀來防止讀臟的。因為在該級別下的快照讀總是能讀到最新的行數(shù)據(jù)快照,當然,必須是已提交事務寫入的,所以可能產(chǎn)生不可重復讀。
c. 可重復讀(Repeated Read, RR)
這是InnoDB默認的隔離級別,在RR下:
- 普通的select使用快照讀(snapshot read),這是一種不加鎖的一致性讀(Consistent Nonlocking Read),底層使用MVCC來實現(xiàn);
- 加鎖的select(select ... in share mode / select ... for update), update, delete等語句,它們的鎖,依賴于它們是否在唯一索引(unique index)上使用了唯一的查詢條件(unique search condition,此時使用記錄鎖),或者范圍查詢條件(range-type search condition,此時使用間隙鎖或臨鍵鎖);
- 在唯一索引上使用唯一的查詢條件,會使用記錄鎖(record lock),而不會封鎖記錄之間的間隔,即不會使用間隙鎖(gap lock)與臨鍵鎖(next-key lock);
- 范圍查詢條件或者是非唯一索引,會使用間隙鎖與臨鍵鎖,鎖住索引記錄之間的范圍,避免范圍間插入記錄,以避免產(chǎn)生幻影行記錄,以及避免不可重復讀;
在該級別下
- 通過快照讀以及鎖定區(qū)間來實現(xiàn)避免產(chǎn)生幻讀和不可重復讀;
- 某個事務首次read記錄的時間為T,未來不會讀取到T時間之后已提交事務寫入的記錄,以保證連續(xù)相同的read讀到相同的結(jié)果集,這可以防止不可重復讀;
- RR下是通過間隙鎖,臨鍵鎖來解決幻影讀問題;
d. 串行化(Serializable)
這種事務的隔離級別下,所有select語句都會被隱式的轉(zhuǎn)化為select ... in share mode,也就是默認上共享讀鎖(S鎖)。
所以,如果事務A先執(zhí)行如下sql之后,會嘗試獲取所查詢行的IS鎖(和別的IS、IX鎖是兼容的),這時別的事務也能獲取這些行的IS鎖甚至是S鎖,但是如果接下來,事務A如果update或delete其中的某些行,這時就獲取了X鎖,別的事務即便是執(zhí)行普通的select語句也會阻塞,因為它們嘗試獲取IS鎖,但是IS鎖和X鎖是互斥的,這樣就避免了讀臟、不可重復讀以及幻讀,所有事務就只能串行了。
這是一致性最好的,但并發(fā)性最差的隔離級別。高并發(fā)量的場景下,幾乎不會使用上述a和d這兩種隔離級別。
4. 總結(jié)
并發(fā)事務之間相互干擾,就可能導致事務出現(xiàn)讀臟,不可重復讀,幻讀等問題。
InnoDB實現(xiàn)了SQL92標準中的四種隔離級別:
- 讀未提交:select不加鎖,可能出現(xiàn)讀臟;
- 讀提交(RC):普通select快照讀,鎖select /update /delete 會使用記錄鎖,可能出現(xiàn)不可重復讀;
- 可重復讀(RR):普通select快照讀,鎖select /update /delete 根據(jù)查詢條件等情況,會選擇記錄鎖,或者間隙鎖/臨鍵鎖,以防止讀取到幻影記錄;
- 串行化:select隱式轉(zhuǎn)化為select ... in share mode,會被update與delete互斥;
InnoDB默認的隔離級別是RR,用得最多的隔離級別是RC
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了,希望本文的內(nèi)容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,如果有疑問大家可以留言交流,謝謝大家對腳本之家的支持。
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