彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

事前准备数据

mysql> create table city(
    -> id int(10) auto_increment,
    -> name varchar(30),
    -> primary key (id)
    -> )engine=innodb charset=utf8mb4;

insert into city(name) values('武汉市');

mysql> select * from city;
+----+-----------+
| id | name |
+----+-----------+
| 1 | 武汉市 |
+----+-----------+

事务并发可能出现的情况

脏读(Dirty Read)

一个事务读到了另一个未提交事务修改过的数据

从根上理解MySQL事务的隔离级别

会话B开启一个事务,把id=1的name为武汉市修改成温州市,此时另外一个会话A也开启一个事务,读取id=1的name,此时的查询结果为温州市,会话B的事务最后回滚了刚才修改的记录,这样会话A读到的数据是不存在的,这个现象就是脏读。(脏读只在读未提交隔离级别才会出现)

不可重复读(Non-Repeatable Read)

一个事务只能读到另一个已经提交的事务修改过的数据,并且其他事务每对该数据进行一次修改并提交后,该事务都能查询得到最新值。(不可重复读在读未提交和读已提交隔离级别都可能会出现)

从根上理解 MySQL 事务的隔离级别

会话A开启一个事务,查询id=1的结果,此时查询的结果name为武汉市。接着会话B把id=1的name修改为温州市(隐式事务,因为此时的autocommit为1,每条SQL语句执行完自动提交),此时会话A的事务再一次查询id=1的结果,读取的结果name为温州市。会话B再此修改id=1的name为杭州市,会话A的事务再次查询id=1,结果name的值为杭州市,这种现象就是不可重复读。

幻读(Phantom)

一个事务先根据某些条件查询出一些记录,之后另一个事务又向表中插入了符合这些条件的记录,原先的事务再次按照该条件查询时,能把另一个事务插入的记录也读出来。(幻读在读未提交、读已提交、可重复读隔离级别都可能会出现)

从根上理解 MySQL 事务的隔离级别

会话A开启一个事务,查询id>0的记录,此时会查到name=武汉市的记录。接着会话B插入一条name=温州市的数据(隐式事务,因为此时的autocommit为1,每条SQL语句执行完自动提交),这时会话A的事务再以刚才的查询条件(id>0)再一次查询,此时会出现两条记录(name为武汉市和温州市的记录),这种现象就是幻读。

事务的隔离级别

MySQL的事务隔离级别一共有四个,分别是读未提交、读已提交、可重复读以及可串行化。

MySQL的隔离级别的作用就是让事务之间互相隔离,互不影响,这样可以保证事务的一致性。

隔离级别比较:可串行化>可重复读>读已提交>读未提交

隔离级别对性能的影响比较:可串行化>可重复读>读已提交>读未提交

由此看出,隔离级别越高,所需要消耗的MySQL性能越大(如事务并发严重性),为了平衡二者,一般建议设置的隔离级别为可重复读,MySQL默认的隔离级别也是可重复读。

读未提交(READ UNCOMMITTED)

彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

在读未提交隔离级别下,事务A可以读取到事务B修改过但未提交的数据。

可能发生脏读、不可重复读和幻读问题,一般很少使用此隔离级别。

读已提交(READ COMMITTED)

彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

在读已提交隔离级别下,事务B只能在事务A修改过并且已提交后才能读取到事务B修改的数据。

读已提交隔离级别解决了脏读的问题,但可能发生不可重复读和幻读问题,一般很少使用此隔离级别。

可重复读(REPEATABLE READ)

彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

在可重复读隔离级别下,事务B只能在事务A修改过数据并提交后,自己也提交事务后,才能读取到事务B修改的数据。

可重复读隔离级别解决了脏读和不可重复读的问题,但可能发生幻读问题。

提问:为什么上了写锁(写操作),别的事务还可以读操作?

因为InnoDB有MVCC机制(多版本并发控制),可以使用快照读,而不会被阻塞。

可串行化(SERIALIZABLE)

彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

各种问题(脏读、不可重复读、幻读)都不会发生,通过加锁实现(读锁和写锁)。

彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

隔离级别的实现原理

使用MySQL的默认隔离级别(可重复读)来进行说明。

每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作(回滚操作日志undo log)。同一条记录在系统中可以存在多个版本,这就是数据库的多版本并发控制(MVCC)。即通过回滚(rollback操作),可以回到前一个状态的值。

假设一个值从 1 被按顺序改成了 2、3、4,在回滚日志里面就会有类似下面的记录。

彻底搞懂 MySQL 事务的隔离级别

当前值是 4,但是在查询这条记录的时候,不同时刻启动的事务会有不同的 read-view。如图中看到的,在视图 A、B、C 里面,这一个记录的值分别是 1、2、4,同一条记录在系统中可以存在多个版本,就是数据库的多版本并发控制(MVCC)。对于 read-view A,要得到 1,就必须将当前值依次执行图中所有的回滚操作得到。

同时你会发现,即使现在有另外一个事务正在将 4 改成 5,这个事务跟 read-view A、B、C 对应的事务是不会冲突的。

提问:回滚操作日志(undo log)什么时候删除?

MySQL会判断当没有事务需要用到这些回滚日志的时候,回滚日志会被删除。

提问:什么时候不需要了?

当系统里么有比这个回滚日志更早的read-view的时候。

查看当前会话隔离级别

方式1

命令:SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';

mysql> show variables like 'transaction_isolation';
+-----------------------+--------------+
| Variable_name  | Value |
+-----------------------+--------------+
| transaction_isolation | SERIALIZABLE |
+-----------------------+--------------+

方式2

命令:SELECT @@transaction_isolation;

mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| SERIALIZABLE            |
+-------------------------+

设置隔离级别

方式1:通过set命令

SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION ISOLATION LEVEL level;
其中level有4种值:
level: {
     REPEATABLE READ
   | READ COMMITTED
   | READ UNCOMMITTED
   | SERIALIZABLE
}
关键词:GLOBAL
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL level;
* 只对执行完该语句之后产生的会话起作用
* 当前已经存在的会话无效
关键词:SESSION
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL level;
* 对当前会话的所有后续的事务有效
* 该语句可以在已经开启的事务中间执行,但不会影响当前正在执行的事务
* 如果在事务之间执行,则对后续的事务有效。
无关键词
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL level;
* 只对当前会话中下一个即将开启的事务有效
* 下一个事务执行完后,后续事务将恢复到之前的隔离级别
* 该语句不能在已经开启的事务中间执行,会报错的

方式2:通过服务启动项命令

可以修改启动参数transaction-isolation的值

比方说我们在启动服务器时指定了--transaction-isolation=READ UNCOMMITTED,那么事务的默认隔离级别就从原来的REPEATABLE READ变成了READ UNCOMMITTED。

参考资料:

掘金小册:《MySQL 是怎样运行的:从根儿上理解 MySQL》

极客时间专栏:《MySQL实战45讲》

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阿德

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