MySQL InnoDB四个事务级别与脏读、不重复读、幻读

时间 2019-12-24

原文原文链接

SQL标准定义了4类隔离级别，包括了一些具体规则，用来限定事务内外的哪些改变是可见的，哪些是不可见的。低级别的隔离级通常支持更高的并发处理，并拥有更低的系统开销。
Read Uncommitted（读取未提交内容）java

在该隔离级别，全部事务均可以看到其余未提交事务的执行结果。本隔离级别不多用于实际应用，由于它的性能也不比其余级别好多少。读取未提交的数据，也被称之为脏读（Dirty Read）。
Read Committed（读取提交内容）mysql

这是大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL默认的）。它知足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所作的改变。这种隔离级别也支持所谓的不可重复读（Nonrepeatable Read），由于同一事务的其余实例在该实例处理其间可能会有新的commit，因此同一select可能返回不一样结果。
Repeatable Read（可重读）sql

这是MySQL的默认事务隔离级别，它确保同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到一样的数据行。不过理论上，这会致使另外一个棘手的问题：幻读（Phantom Read）。简单的说，幻读指当用户读取某一范围的数据行时，另外一个事务又在该范围内插入了新行，当用户再读取该范围的数据行时，会发现有新的“幻影” 行。InnoDB和Falcon存储引擎经过多版本并发控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）机制解决了该问题。数据库

Serializable（可串行化）
这是最高的隔离级别，它经过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。简言之，它是在每一个读的数据行上加上共享锁。在这个级别，可能致使大量的超时现象和锁竞争。session

这四种隔离级别采起不一样的锁类型来实现，若读取的是同一个数据的话，就容易发生问题。例如：并发

脏读(Drity Read)：某个事务已更新一份数据，另外一个事务在此时读取了同一份数据，因为某些缘由，前一个RollBack了操做，则后一个事务所读取的数据就会是不正确的。性能

不可重复读(Non-repeatable read):在一个事务的两次查询之中数据不一致，这多是两次查询过程当中间插入了一个事务更新的原有的数据。spa

幻读(Phantom Read):在一个事务的两次查询中数据笔数不一致，例若有一个事务查询了几列(Row)数据，而另外一个事务却在此时插入了新的几列数据，先前的事务在接下来的查询中，就会发现有几列数据是它先前所没有的。rest

在MySQL中，实现了这四种隔离级别，分别有可能产生问题以下所示：code

用户能够用SET TRANSACTION语句改变单个会话或者全部新进链接的隔离级别。它的语法以下：

SET [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE}

注意：默认的行为（不带session和global）是为下一个（未开始）事务设置隔离级别。若是你使用GLOBAL关键字，语句在全局对从那点开始建立的全部新链接（除了不存在的链接）设置默认事务级别。你须要SUPER权限来作这个。使用SESSION 关键字为未来在当前链接上执行的事务设置默认事务级别。任何客户端都能自由改变会话隔离级别（甚至在事务的中间），或者为下一个事务设置隔离级别。

你能够用下列语句查询全局和绘画事物隔离级别：

SELECT @@global.tx_isolation; 
SELECT @@session.tx_isolation; 
SELECT @@tx_isolation;

一，将A的隔离界别设置为read uncommintted(未提交读)

客户端A:

mysql> select @@tx_isolation;
+------------------+
| @@tx_isolation   |
+------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------+
1 row in set (0.00 sec)

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

客户端B:

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

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

mysql> update tx set num=10 where id=1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

客户端A:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

客户端B:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

客户端A:

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

上面的实验能够得出结论，事物B更新一条记录，可是没有提交，此时A能够查询出未提交记录。形成脏读现象。未提交读是最低的隔离级别。

二，将客户端A的事物隔离级别设置为read committed

在B未更新数据以前：

客户端A:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

客户端B:

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

mysql> update tx set num=10 where id=1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

此时查看客户端A已经成功解决脏读问题

客户端A:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

而后，将客户端Ｂ的事物提交commit

客户端B:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

此时再看客户端A，数据已经更新

客户端A:

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

通过上面的实验能够得出结论，已提交读隔离级别解决了脏读的问题，可是出现了不可重复读的问题，即事务A在两次查询的数据不一致，由于在两次查询之间事务B更新了一条数据。已提交读只容许读取已提交的记录，但不要求可重复读。

三，将A的隔离级别设置为repeeatable read(可重复读)

在B未更新数据以前，客户端A:

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

B更新数据

客户端B:

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

mysql> update tx set num=10 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

此时B没有提交，A读不到更新：

客户端A:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

此时B提交：

客户端B:

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

mysql> update tx set num=10 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

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

mysql>

此时A仍然读不到更新的数据，事物中的数据一致，可重复读

客户端A:

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

mysql> update tx set num=10 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

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

mysql>

B插入数据：

客户端B:

mysql> insert into tx value(9,5);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
|    9 |    5 |
+------+------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql>

客户端A依然读不到更新：

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |    1 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql>

A事物提交后读取到更新：

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
|    9 |    5 |
+------+------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql>

由以上的实验能够得出结论，可重复读隔离级别只容许读取已提交记录，并且在一个事务两次读取一个记录期间，其余事务更新该记录不影响本事务的读取，即一个事物中读取结果同样。但该事务不要求与其余事务可串行化。例如，当一个事务能够找到由一个已提交事务更新的记录，可是可能产生幻读问题(注意是可能，由于数据库对隔离级别的实现有所差异)。像以上的实验，就没有出现数据幻读的问题。

四，将A的隔离级别设置为可串行化(Serializable)

A打开事物，B插入一条数据

客户端A:

mysql> select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| SERIALIZABLE   |
+----------------+
1 row in set (0.00 sec)

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
|    9 |    5 |
+------+------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql>

客户端B:

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> insert into tx(num) value(4);

由于此时事物A的隔离级别设置为serializable,开始事物后，并无提交。因此事物B只能等待。此时A若是一直不提交事物，B端会出现以下状况：

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> insert into tx(num) value(4);
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
mysql>

事物A提交事务

客户端A:

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

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
|    9 |    5 |
+------+------+
4 rows in set (0.00 sec)

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

mysql>

客户端B此时正常

客户端B:

mysql> insert into tx(num) value(4);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select * from tx;
+------+------+
| id   | num  |
+------+------+
|    1 |   10 |
|    2 |    2 |
|    3 |    3 |
|    9 |    5 |
| NULL |    4 |
+------+------+
5 rows in set (0.00 sec)

mysql>

serializale彻底锁定字段，若一个事物来查询同一份数据就必须等待，直到前一个事物完成并解除锁定为止。是完整的隔离级别，会锁定对应的数据表格，于是会有效率问题。

MySQL InnoDB四个事务级别 与 脏读、不重复读、幻读

MySQL InnoDB四个事务级别与脏读、不重复读、幻读