MySQL四種事務(wù)隔離級別詳解

本文實(shí)驗(yàn)的測試環(huán)境：Windows 10+cmd+MySQL5.6.36+InnoDB

一、事務(wù)的基本要素（ACID）

　　1、原子性（Atomicity）：事務(wù)開始后所有操作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滯在中間環(huán)節(jié)。事務(wù)執(zhí)行過程中出錯，會回滾到事務(wù)開始前的狀態(tài)，所有的操作就像沒有發(fā)生一樣。也就是說事務(wù)是一個不可分割的整體，就像化學(xué)中學(xué)過的原子，是物質(zhì)構(gòu)成的基本單位。

　　 2、一致性（Consistency）：事務(wù)開始前和結(jié)束后，數(shù)據(jù)庫的完整性約束沒有被破壞 。比如A向B轉(zhuǎn)賬，不可能A扣了錢，B卻沒收到。

　　 3、隔離性（Isolation）：同一時間，只允許一個事務(wù)請求同一數(shù)據(jù)，不同的事務(wù)之間彼此沒有任何干擾。比如A正在從一張銀行卡中取錢，在A取錢的過程結(jié)束前，B不能向這張卡轉(zhuǎn)賬。

　　 4、持久性（Durability）：事務(wù)完成后，事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的所有更新將被保存到數(shù)據(jù)庫，不能回滾。

　　小結(jié)：原子性是事務(wù)隔離的基礎(chǔ)，隔離性和持久性是手段，最終目的是為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。

二、事務(wù)的并發(fā)問題

　　1、臟讀：事務(wù)A讀取了事務(wù)B更新的數(shù)據(jù)，然后B回滾操作，那么A讀取到的數(shù)據(jù)是臟數(shù)據(jù)

　　2、不可重復(fù)讀：事務(wù) A 多次讀取同一數(shù)據(jù)，事務(wù) B 在事務(wù)A多次讀取的過程中，對數(shù)據(jù)作了更新并提交，導(dǎo)致事務(wù)A多次讀取同一數(shù)據(jù)時，結(jié)果 不一致。

　　3、幻讀：系統(tǒng)管理員A將數(shù)據(jù)庫中所有學(xué)生的成績從具體分?jǐn)?shù)改為ABCDE等級，但是系統(tǒng)管理員B就在這個時候插入了一條具體分?jǐn)?shù)的記錄，當(dāng)系統(tǒng)管理員A改結(jié)束后發(fā)現(xiàn)還有一條記錄沒有改過來，就好像發(fā)生了幻覺一樣，這就叫幻讀。

　　小結(jié)：不可重復(fù)讀的和幻讀很容易混淆，不可重復(fù)讀側(cè)重于修改，幻讀側(cè)重于新增或刪除。解決不可重復(fù)讀的問題只需鎖住滿足條件的行，解決幻讀需要鎖表

四、用例子說明各個隔離級別的情況

1、讀未提交：

（1）打開一個客戶端A，并設(shè)置當(dāng)前事務(wù)模式為read uncommitted（未提交讀），查詢表account的初始值：

（2）在客戶端A的事務(wù)提交之前，打開另一個客戶端B，更新表account：

（3）這時，雖然客戶端B的事務(wù)還沒提交，但是客戶端A就可以查詢到B已經(jīng)更新的數(shù)據(jù)：

（4）一旦客戶端B的事務(wù)因?yàn)槟撤N原因回滾，所有的操作都將會被撤銷，那客戶端A查詢到的數(shù)據(jù)其實(shí)就是臟數(shù)據(jù)：

（5）在客戶端A執(zhí)行更新語句update account set balance = balance - 50 where id =1，lilei的balance沒有變成350，居然是400，是不是很奇怪，數(shù)據(jù)的一致性沒問啊，如果你這么想就太天真 了，在應(yīng)用程序中，我們會用400-50=350，并不知道其他會話回滾了，要想解決這個問題可以采用讀已提交的隔離級別

2、讀已提交

（1）打開一個客戶端A，并設(shè)置當(dāng)前事務(wù)模式為read committed（未提交讀），查詢表account的初始值：

（2）在客戶端A的事務(wù)提交之前，打開另一個客戶端B，更新表account：

（3）這時，客戶端B的事務(wù)還沒提交，客戶端A不能查詢到B已經(jīng)更新的數(shù)據(jù)，解決了臟讀問題：

（4）客戶端B的事務(wù)提交

（5）客戶端A執(zhí)行與上一步相同的查詢，結(jié)果與上一步不一致，即產(chǎn)生了不可重復(fù)讀的問題，在應(yīng)用程序中，假設(shè)我們處于客戶端A的會話，查詢到lilei的balance為450，但是其他事務(wù)將lilei的balance值改為400，我們并不知道，如果用450這個值去做其他操作，是有問題的，不過這個概率真的很小哦，要想避免這個問題，可以采用可重復(fù)讀的隔離級別

3、可重復(fù)讀

（1）打開一個客戶端A，并設(shè)置當(dāng)前事務(wù)模式為repeatable read，查詢表account的初始值：

（2）在客戶端A的事務(wù)提交之前，打開另一個客戶端B，更新表account并提交，客戶端B的事務(wù)居然可以修改客戶端A事務(wù)查詢到的行，也就是mysql的可重復(fù)讀不會鎖住事務(wù)查詢到的行，這一點(diǎn)出乎我的意料，sql標(biāo)準(zhǔn)中事務(wù)隔離級別為可重復(fù)讀時，讀寫操作要鎖行的，mysql居然沒有鎖，我了個去。在應(yīng)用程序中要注意給行加鎖，不然你會以步驟（1）中l(wèi)ilei的balance為400作為中間值去做其他操作

（3）在客戶端A執(zhí)行步驟（1）的查詢：

（4）執(zhí)行步驟（1），lilei的balance仍然是400與步驟（1）查詢結(jié)果一致，沒有出現(xiàn)不可重復(fù)讀的 問題；接著執(zhí)行update balance = balance - 50 where id = 1，balance沒有變成400-50=350，lilei的balance值用的是步驟（2）中的350來算的，所以是300，數(shù)據(jù)的一致性倒是沒有被破壞，這個有點(diǎn)神奇，也許是mysql的特色吧

mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id | name | balance |
+------+--------+---------+
| 1 | lilei | 400 |
| 2 | hanmei | 16000 |
| 3 | lucy | 2400 |
+------+--------+---------+
rows in set (0.00 sec)

mysql> update account set balance = balance - 50 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id | name | balance |
+------+--------+---------+
| 1 | lilei | 300 |
| 2 | hanmei | 16000 |
| 3 | lucy | 2400 |
+------+--------+---------+
rows in set (0.00 sec)

(5) 在客戶端A開啟事務(wù)，查詢表account的初始值

mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id | name | balance |
+------+--------+---------+
| 1 | lilei | 300 |
| 2 | hanmei | 16000 |
| 3 | lucy | 2400 |
+------+--------+---------+
rows in set (0.00 sec)

（6）在客戶端B開啟事務(wù)，新增一條數(shù)據(jù)，其中balance字段值為600，并提交

mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into account values(4,'lily',600);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

(7) 在客戶端A計(jì)算balance之和，值為300+16000+2400=18700，沒有把客戶端B的值算進(jìn)去，客戶端A提交后再計(jì)算balance之和，居然變成了19300，這是因?yàn)榘芽蛻舳薆的600算進(jìn)去了，站在客戶的角度，客戶是看不到客戶端B的，它會覺得是天下掉餡餅了，多了600塊，這就是幻讀，站在開發(fā)者的角度，數(shù)據(jù)的 一致性并沒有破壞。但是在應(yīng)用程序中，我們得代碼可能會把18700提交給用戶了，如果你一定要避免這情況小概率狀況的發(fā)生，那么就要采取下面要介紹的事務(wù)隔離級別“串行化”

mysql> select sum(balance) from account;
+--------------+
| sum(balance) |
+--------------+
| 18700 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select sum(balance) from account;
+--------------+
| sum(balance) |
+--------------+
| 19300 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

4.串行化

（1）打開一個客戶端A，并設(shè)置當(dāng)前事務(wù)模式為serializable，查詢表account的初始值：

mysql> set session transaction isolation level serializable;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id | name | balance |
+------+--------+---------+
| 1 | lilei | 10000 |
| 2 | hanmei | 10000 |
| 3 | lucy | 10000 |
| 4 | lily | 10000 |
+------+--------+---------+
rows in set (0.00 sec)

（2）打開一個客戶端B，并設(shè)置當(dāng)前事務(wù)模式為serializable，插入一條記錄報錯，表被鎖了插入失敗，mysql中事務(wù)隔離級別為serializable時會鎖表，因此不會出現(xiàn)幻讀的情況，這種隔離級別并發(fā)性極低，往往一個事務(wù)霸占了一張表，其他成千上萬個事務(wù)只有干瞪眼，得等他用完提交才可以使用，開發(fā)中很少會用到。

mysql> set session transaction isolation level serializable;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into account values(5,'tom',0);
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

補(bǔ)充：　

1、SQL規(guī)范所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，不同的數(shù)據(jù)庫具體的實(shí)現(xiàn)可能會有些差異

2、mysql中默認(rèn)事務(wù)隔離級別是可重復(fù)讀時并不會鎖住讀取到的行

3、事務(wù)隔離級別為串行化時，讀取數(shù)據(jù)會鎖住整張表

4、閱讀此文時，如果站在開發(fā)者的角度，也許會覺得不可重復(fù)讀和幻讀，在邏輯上并沒有什么問題，最終數(shù)據(jù)仍然是一致的，但是站在用戶的角度，他們通常只能看到一個事務(wù)（只能看到客戶端A，不知道客戶端B這個臥底的存在），而不會考慮事務(wù)并發(fā)執(zhí)行的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)同一數(shù)據(jù)多次讀取結(jié)果不同，或者憑空出現(xiàn)新記錄，他們可能會產(chǎn)生疑慮，這是用戶體驗(yàn)的問題。

5.事務(wù)在mysql中執(zhí)行時，最終的結(jié)果不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性的問題，因?yàn)樵谝粋€事務(wù)中，mysql執(zhí)行某個操作未必會使用前一個操作的中間結(jié)果，它會根據(jù)其他并發(fā)事務(wù)的實(shí)際情況采來處理，看起來不合邏輯，但是保證了數(shù)據(jù)的一致性 ；但是事務(wù)在應(yīng)用程序中執(zhí)行時，一個操作的結(jié)果會被下一個操作用到，并進(jìn)行其他的計(jì)算。這是我們得小心，可重復(fù)讀的時候應(yīng)該鎖行，串行化時 要鎖表，不然會破壞數(shù)據(jù)的一致性。

6、事務(wù)在mysql中執(zhí)行時，mysql會根據(jù)各個事務(wù)的實(shí)際情況綜合處理，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的一致性沒有被破壞，但是應(yīng)用程序時按照邏輯套路來出牌，并沒有mysql聰明，難免會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性問題。

7、隔離級別越高，越能保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，但是對并發(fā)性能的影響也越大，魚和熊掌不可兼得啊。對于多數(shù)應(yīng)用程序，可以優(yōu)先考慮把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的隔離級別設(shè)為Read Committed，它能夠避免臟讀取，而且具有較好的并發(fā)性能。盡管它會導(dǎo)致不可重復(fù)讀、幻讀這些并發(fā)問題，在可能出現(xiàn)這類問題的個別場合，可以由應(yīng)用程序采用悲觀鎖或樂觀鎖來控制。

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