目錄
事物隔離級別總結
實際情況演示
臟讀(未提交)
避免臟讀(讀已提交)
不可重復讀
可重復讀
幻讀
事物隔離級別總結
SQL標準定義了四種事物隔離級別,用來平衡事物的隔離性(Isolation)和并發性能。級別越高,數據一致性越好,但并發性可能越低,這四個級別是:
- READ-UNCOMMITTED(讀取未提交) :最低的隔離級別,允許讀取尚未提交的數據變更,可能會導致臟讀、幻讀或不可重復讀。這種級別在實際應用中很少使用,因為它對數據一致性的保證太弱。
- READ-COMMITTED(讀取已提交) :允許讀取并發事務已經提交的數據,可以阻止臟讀,但是幻讀或不可重復讀仍有可能發生。這是大多數數據庫(如 Oracle, SQL Server)的默認隔離級別。
- REPEATABLE-READ(可重復讀) :對同一字段的多次讀取結果都是一致的,除非數據是被本身事務自己所修改,可以阻止臟讀和不可重復讀,但幻讀仍有可能發生。MySQL InnoDB 存儲引擎的默認隔離級別正是 REPEATABLE READ。并且,InnoDB 在此級別下通過 MVCC(多版本并發控制) 和 Next-Key Locks(間隙鎖+行鎖) 機制,在很大程度上解決了幻讀問題。
- SERIALIZABLE(可串行化) :最高的隔離級別,完全服從 ACID 的隔離級別。所有的事務依次逐個執行,這樣事務之間就完全不可能產生干擾,也就是說,該級別可以防止臟讀、不可重復讀以及幻讀
?默認級別查詢:
MySQL InnoDB存儲引擎的默認隔離級別是REPEATABLE READ。可以通過一下命令查看:
mysql> SELECT @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ |
+-------------------------+
?InnoDB 的 REPEATABLE READ 對幻讀的處理:
標準的SQL隔離級別定義里,重復讀是無法防止幻讀的。但InnoDB的實現通過一下機制很大程度上避免了幻讀:
- 快照讀:普通的SELECT語句,通過MVCC機制實現。事物啟動時創建一個數據快照,后續的快照讀都讀取這個版本的數據,從而避免了看到其他事務新插入到幻讀(幻讀)或修改的行(不可重復讀)。
- 當前讀: 像SELECT...FOR UPDATE ,SELECT ..LOCK IN SHARE MODE ,INSERT,UPDATE,DELETE這些操作。InnoDB使用Next-Key來鎖定掃描到索引記錄及其間的范圍(間隙),防止其他事務在這個范圍內插入新的記錄,從而避免幻讀。Next-Key Lock是行鎖(Record Lock)和間隙鎖(Gap Lock)的組合。
值得注意的是,雖然通常認為隔離級別越高,并發性越差,但InnoDB存儲引擎通過MVCC機制優化了可重復讀級別。對于常見的只讀或讀多寫少的場景,其性能與讀已提交相比可能沒有顯著差異。不過,在寫密集型且并發
沖突較高的的場景下,RR的間隙鎖的機制可能比RC帶來更多的鎖等待。
此外,在某些特定場景下,如需要嚴格一致性分布式事務(XA trransactions),InnoDB可能要求或推薦使用串行化隔離級別來確保原句數據的一致性。
《MySQL 技術內幕:InnoDB 存儲引擎(第 2 版)》7.7 章這樣寫到:
InnoDB存儲引擎提供了對XA事物的支持,并通過XA事務來支持分布式事務的實現。分布式事務指的是允許有多個事務資源(transactions resource)參與到一個全局的事務中。事務資源通常是關系型數據庫系統,但也可以是其他類型的資源。全局事務要求在其中的所有參與的事務要么提交,要么都回滾,這對于事務原有ACID要求又有了提高。另外,在使用分布式事務時,InnoDB存儲引擎的事務隔離級別必須設置為串行化。
實際情況演示
下面會使用2個命令行MySQL,模擬多線程(多事務)對同一份的數據的臟讀問題。
MySQL命令行的默認設置中事務都是自動提交的,即執行SQL語句就會馬上執行COMMIT操作。如果要顯式地開啟一個事務需要使用命令:START TRANSACTION
我們可以通過下面的命令來設置隔離級別。
SET [SESSION|GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL [READ UNCOMMITTED|READ COMMITTED|REPEATABLE READ|SERIALIZABLE]
?我們再看一下我們在下面實際操作中使用到一些并發控制語句:
- STRAT TRANSACTION | BEGIN:顯式地開啟一個事務
- COMMIT:提交事務,使得對數據庫做的修改成為永久性。
- ROOLBACK:回滾會結束用戶的事務,并撤銷正在進行的所有未提交的修改。
臟讀(未提交)
避免臟讀(讀已提交)
不可重復讀
還是剛才上面的讀已提交的圖,雖然避免了讀未提交,但是出現了,一個事務還沒有結束,就發生了不可重復讀問題。
可重復讀
幻讀
演示幻讀出現的情況
SQL腳本1在第一次查詢工資為500的記錄當時只有一條,SQL腳本2插入了一條工資為500的記錄,提交之后,SQL1腳本在同一個事務中再次出現讀查詢發現了兩條工資為500的記錄這種就是幻讀。
解決幻讀的方法
解決幻讀的方法有很多,但是它們核心的思想就是一個事務在操作某張表數據的時候,另外一個事務不允許新增或者是刪除這張表中的數據了。解決幻讀的方式主要有一下幾種:
- 將事務隔離級別調整為串行化
- 在可重復讀的事務級別下,給事務操作的這張表添加表鎖。
- 在可重復讀的事務級別下,給事務操作的這張表添加Next-Key Lock(Record Lock +Gap Lock)。