事務隔離級別，髒讀、不可重複讀、幻讀，樂觀鎖、悲觀鎖（共享鎖、排它鎖）

數據庫事務具有四個特徵，分別是原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isoation）、持久性（Durability），簡稱爲事務的ACID特性。

事務的隔離性是指在併發環境中，併發的事務是相互隔離的。SQL標準中定義了四種數據庫事務隔離級別，級別從低到高分別爲：讀未提交（Read Uncommitted）、讀已提交（Read Committed）、可重複讀（Repeatable Read）、串行化（Serializable）。在事務的併發操作中會出現髒讀、不可重複讀、幻讀。在事務的併發操作中第二類更新丟失可以通過樂觀鎖和悲觀鎖解決。

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讀未提交（Read Uncommitted）

該隔離級別，所有事務都可以看到其他未提交事務的執行結果。通俗地講就是，在一個事務中可以讀取到另一個事務中新增或修改但未提交的數據。
該隔離級別可能導致的問題是髒讀。因爲另一個事務可能回滾，所以在第一個事務中讀取到的數據很可能是無效的髒數據，造成髒讀現象。

> set tx_isolation='READ-UNCOMMITTED';

事務A	事務B	備註
> begin; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1000		事務A開啓，查詢jack餘額1000
	> begin; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1000 > update account set blance=1200 where name='jack'; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1200	事務B開啓，修改餘額爲1200，但是沒有提交事務
> select name,blance from account where name='jack'; jack 1200		事務A中查詢jack餘額爲1200，讀取到了事務B未提交的修改，即髒讀，且和之前讀到的結果不同，即不可重復讀
	> rollback; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1000	事務B回滾
> select name,blance from account where name='jack'; jack 1000 > commit;		事務A又讀取到了jack之前的餘額。

讀已提交（Read Committed）

這是大多數數據庫系統的默認隔離級別（但不是mysql默認的）
一個事務只能看見已經提交事務所做的修改。換句話說，一個事務從開始直到提交之前，所做的任何修改對其他事務都是不可見的。
該隔離級別可能導致的問題是不可重複讀。因爲兩次執行同樣的查詢，可能會得到不一樣的結果。

> set tx_isolation='READ-COMMITTED';

事務A	事務B	備註
> begin; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1000		事務A開啓，查詢jack餘額1000
	> begin; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1000 > update account set blance=1200 where name='jack'; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1200	事務B開啓，修改餘額爲1200，但是沒有提交事務
> select name,blance from account where name='jack'; jack 1000		事務A中查詢jack餘額仍爲1000，沒有讀取到事務B未提交的修改
	> commit; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1200	事務B提交
> select name,blance from account where name='jack'; jack 1200 > commit;		事務A讀取到了事務B提交的修改，和之前讀到的結果不同，即不可重復讀

可重複讀（Repeatable Read）

這是MySQL的默認事務隔離級別
它確保同一事務的多個實例在併發讀取數據時，會看到同樣的數據行。通俗來講，可重複讀在一個事務裏讀取數據，怎麼讀都不會變，除非提交了該事務，再次進行讀取。
該隔離級別存在的問題是幻讀

set tx_isolation='REPEATABLE-READ';

事務A	事務B	備註
> begin; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1000		事務A開啓，查詢jack餘額1000
	> begin; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1000 > update account set blance=1200 where name='jack'; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1200	事務B開啓，修改餘額爲1200，但是沒有提交事務
> select name,blance from account where name='jack'; jack 1000		事務A中查詢jack餘額仍爲1000，沒有讀取到了事務B未提交的修改
	> commit; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1200	事務B提交
> select name,blance from account where name='jack'; jack 1000 > commit; > select name,blance from account where name='jack'; jack 1200		事務A中查詢jack餘額仍爲1000，沒有讀取到事務B已提交的修改

下面看下如何出現幻讀的

事務A	事務B	備註
> begin; > select name,blance from account; jack 1000		事務A開啓，查詢到jack賬戶
	> begin; > select name,blance from account; jack 1000 > insert into account (name,blance) values ('tom',800); > select name,blance from account; jack 1000 tom 800 commit;	事務B開啓，新增tom賬戶
> select name,blance from account; jack 1000 > insert into account (name,blance) values ('tom',800); ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'tom' for key 'uk_name' rollback;		事務A再次查詢時，只看到jack 賬戶，新增tom賬戶時報唯一鍵衝突。明明沒有查詢到tom賬戶，但是有新增衝突，這就是幻讀。如果事務B新增或刪除數據，事務A進行更新時，不是預期的影響行數，也是幻讀

事務A

事務B

備註

> begin;
> select name,blance from account;
jack 1000

事務A開啓，查詢到jack賬戶

> begin;
> select name,blance from account;
jack 1000
> insert into account (name,blance) values ('tom',800);
> select name,blance from account;
jack 1000
tom 800
commit;

事務B開啓，新增tom賬戶

> select name,blance from account;
jack 1000
> insert into account (name,blance) values ('tom',800);
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'tom' for key 'uk_name'
rollback;

事務A再次查詢時，只看到jack

賬戶，新增tom賬戶時報唯一鍵衝

突。明明沒有查詢到tom賬

戶，但是有新增衝突，這就是

幻讀。如果事務B新增或刪

除數據，事務A進行更新時，

不是預期的影響行數，也是幻讀

串行化（Serializable）

這是最高的隔離級別
它通過強制事務排序，使之不可能相互衝突，從而解決幻讀問題。通俗地講就是，假如兩個事務都操作到同一數據行，那麼這個數據行就會被鎖定，只允許先讀取/操作到數據行的事務優先操作，只有當事務提交了，數據行纔會解鎖，後一個事務才能成功操作這個數據行，否則只能一直等待
該隔離級別可能導致大量的超時現象和鎖競爭。

> set tx_isolation='SERIALIZABLE';

事務A	事務B	事務C	備註
> begin; > select * from account where ctime='2018-06-12 10:28:13'; 1 jack 1000 2018-06-12 10:28:13 2018-06-12 16:48:58			事務A開啓，並且查詢了jack賬戶，並拿到了該行的共享鎖
	> begin; > select * from account where ctime='2018-06-12 10:28:13'; 1 jack 1000 2018-06-12 10:28:13 2018-06-12 16:48:58 > update account set blance=1200 where utime='2018-06-12 16:48:58'; ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction		事務B開啓，能夠正常查詢jack賬戶（可以拿到該行的共享鎖），但是不能修改（不可以拿到該行的排它鎖）
> commit;			事務A提交，釋放了jack賬戶的共享鎖
	> update account set blance=1200 where utime='2018-06-12 16:48:58'; > select * from account where ctime='2018-06-12 10:28:13'; 1 jack 1200 2018-06-12 10:28:13 2018-06-12 16:48:58		事務B可以修改賬戶jack了，即拿到了該行的排它鎖
		> begin; > select * from account where ctime='2018-06-12 10:28:13'; ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction	事務C開啓，不能查詢jack賬戶，因爲事務B拿了改行的排它鎖，導致事務C拿不到該行的共享鎖
	> commit;		事務B提交，釋放了jack賬戶的排它鎖
		> select * from account where ctime='2018-06-12 10:28:13'; 1 jack 1200 2018-06-12 10:28:13 2018-06-12 17:06:02 commit;	事務C可以查詢jack賬戶了，即拿到了該行的共享鎖

注：

這裏使用ctime、utime字段進行查詢和修改，是爲了展示使用非索引字段也有事務隔離效果
在該隔離級別中，select語句會自動獲取共享鎖，update/insert/delete會自動獲取排它鎖
一個事務中的一行記錄的共享鎖被拿走，其他事務只能獲取改行的共享鎖，不能獲取排它鎖；一個事務中的一行記錄的排它鎖被拿走，其他事務不能獲取該行的共享鎖和排它鎖

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從上面四種數據庫事務隔離級別介紹可以對應出解決的問題，如圖：

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第一類更新丟失

SQL標準中對此沒有定義，不會出現該錯誤。

事務A	事務B
開啓事務
查詢jack餘額爲1000
	開啓事務
	查詢jack餘額爲1000
	更新jack餘額爲1200
	提交事務
更新jack餘額爲800
回滾事務
查詢jack餘額爲1000 （事務B的更新丟失）

第二類更新丟失

事務A	事務B
開啓事務
查詢jack餘額爲1000
	開啓事務
	查詢jack餘額爲1000
	更新jack餘額爲1200
	提交事務
更新jack餘額爲800
事務提交
查詢jack餘額爲800 （事務B的更新丟失）

第二類更新丟失解決辦法

樂觀鎖

在更新語句中增加過濾條件，進行版本的判斷，可以是這條記錄的版本號、更新時間等。然後通過影響行數來判斷是否更新成功。

> begin;
> select name,blance,utime from account where name='jack';
jack  1000  2018-06-12 18:20:06
> update account set blance=1200 where name='jack' and utime='2018-06-12 18:20:06';
> commit;

悲觀鎖

悲觀鎖分爲共享鎖和排它鎖。

共享鎖又稱爲讀鎖，簡稱S鎖，顧名思義，共享鎖就是多個事務對於同一數據可以共享一把鎖，共享鎖是用來讀取數據的。另外，一個事務獲取了同一數據的共享鎖，其他事務就不能獲取該數據的排它鎖。

排它鎖又稱爲寫鎖，簡稱X鎖，顧名思義，排它鎖就是不能與其他所並存，如一個事務獲取了一個數據行的排它鎖，其他事務就不能再獲取該行的其它鎖，包括共享鎖和排它鎖。另外不存什麼事務隔離級別，update/insert/delete會自動獲取排它鎖

共享鎖獲取方式：select * from account where name='jack' lock in share mode;

排它鎖獲取方式：select * from account where name='jack' for update;

MySQL分爲表級鎖和行級鎖，共享鎖和排它鎖是行級鎖。表級鎖在此不做討論。

最佳實踐

通常，對於絕大多數的應用程序來說，可以優先考慮將數據庫系統的隔離級別設置爲讀已提交（Read Committed），這能夠在避免髒讀的同時保證較好的併發性能。儘管這種事務隔離級別會導致不可重複讀、幻讀和第二類丟失更新等併發問題，但較爲科學的做法是在可能出現這類問題的個別場合中，由應用程序主動採用悲觀鎖或樂觀鎖來進行事務控制。

另本文中示例的表結構如下：

CREATE TABLE `account` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(16) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用戶名',
  `blance` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '餘額',
  `ctime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '寫入時間',
  `utime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新時間',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='用戶餘額表';

事務隔離級別，髒讀、不可重複讀、幻讀，樂觀鎖、悲觀鎖（共享鎖、排它鎖）

讀未提交（Read Uncommitted）

讀已提交（Read Committed）

可重複讀（Repeatable Read）

串行化（Serializable）

第一類更新丟失

第二類更新丟失

第二類更新丟失解決辦法

最佳實踐

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