MySQL的四種事務隔離級別

本文實驗的測試環境:Windows 10+cmd+MySQL5.6.36+InnoDB

一、事務的基本要素(ACID)

  1、原子性(Atomicity):事務開始後所有操作,要麼全部做完,要麼全部不做,不可能停滯在中間環節。事務執行過程中出錯,會回滾到事務開始前的狀態,所有的操作就像沒有發生一樣。也就是說事務是一個不可分割的整體,就像化學中學過的原子,是物質構成的基本單位。

   2、一致性(Consistency):事務開始前和結束後,數據庫的完整性約束沒有被破壞 。比如A向B轉賬,不可能A扣了錢,B卻沒收到。

   3、隔離性(Isolation):同一時間,只允許一個事務請求同一數據,不同的事務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取錢的過程結束前,B不能向這張卡轉賬。

   4、持久性(Durability):事務完成後,事務對數據庫的所有更新將被保存到數據庫,不能回滾。

 

二、事務的併發問題

  1、髒讀:事務A讀取了事務B更新的數據,然後B回滾操作,那麼A讀取到的數據是髒數據

  2、不可重複讀:事務 A 多次讀取同一數據,事務 B 在事務A多次讀取的過程中,對數據作了更新並提交,導致事務A多次讀取同一數據時,結果 不一致。

  3、幻讀:系統管理員A將數據庫中所有學生的成績從具體分數改爲ABCDE等級,但是系統管理員B就在這個時候插入了一條具體分數的記錄,當系統管理員A改結束後發現還有一條記錄沒有改過來,就好像發生了幻覺一樣,這就叫幻讀。

  小結:不可重複讀的和幻讀很容易混淆,不可重複讀側重於修改,幻讀側重於新增或刪除。解決不可重複讀的問題只需鎖住滿足條件的行,解決幻讀需要鎖表

 

三、MySQL事務隔離級別

事務隔離級別髒讀不可重複讀幻讀
讀未提交(read-uncommitted)
不可重複讀(read-committed)
可重複讀(repeatable-read)
串行化(serializable)

 

mysql默認的事務隔離級別爲repeatable-read

 

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,並設置當前事務模式爲read uncommitted(未提交讀),查詢表account的初始值:

 

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

 

 

    (3)這時,雖然客戶端B的事務還沒提交,但是客戶端A就可以查詢到B已經更新的數據:

 

    (4)一旦客戶端B的事務因爲某種原因回滾,所有的操作都將會被撤銷,那客戶端A查詢到的數據其實就是髒數據:

 

     (5)在客戶端A執行更新語句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,數據不一致啊,如果你這麼想就太天真 了,在應用程序中,我們會用400-50=350,並不知道其他會話回滾了,要想解決這個問題可以採用讀已提交的隔離級別

 

  2、讀已提交

    (1)打開一個客戶端A,並設置當前事務模式爲read committed(未提交讀),查詢表account的初始值:

 

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

 

    (3)這時,客戶端B的事務還沒提交,客戶端A不能查詢到B已經更新的數據,解決了髒讀問題:

 

    (4)客戶端B的事務提交

    (5)客戶端A執行與上一步相同的查詢,結果 與上一步不一致,即產生了不可重複讀的問題

 

   3、可重複讀

     (1)打開一個客戶端A,並設置當前事務模式爲repeatable read,查詢表account

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

    (3)在客戶端A執行步驟(1)的查詢:

    (4)執行步驟(1),lilei的balance仍然是400與步驟(1)查詢結果一致,沒有出現不可重複讀的 問題;接着執行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,數據的一致性倒是沒有被破壞。可重複讀的隔離級別下使用了MVCC機制,A事務中讀取的是記錄的快照版本,而非最新版本,B事務的更新是創建了一個新版本來更新,不同事務的讀和寫是分離的

複製代碼

mysql> select * from account;+------+--------+---------+| id   | name   | balance |+------+--------+---------+|    1 | lilei  |     400 ||    2 | hanmei |   16000 ||    3 | lucy   |    2400 |+------+--------+---------+3 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: 0mysql> select * from account;+------+--------+---------+| id   | name   | balance |+------+--------+---------+|    1 | lilei  |     300 ||    2 | hanmei |   16000 ||    3 | lucy   |    2400 |+------+--------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

複製代碼

    (5) 在客戶端A提交事務,查詢表account的初始值

複製代碼

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

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

複製代碼

    (6)在客戶端B開啓事務,新增一條數據,其中balance字段值爲600,並提交

複製代碼

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)

複製代碼

    (7) 在客戶端A計算balance之和,值爲300+16000+2400=18700,沒有把客戶端B的值算進去,客戶端A提交後再計算balance之和,居然變成了19300,這是因爲把客戶端B的600算進去了

,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,站在開發者的角度,數據的 一致性並沒有破壞。但是在應用程序中,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生,那麼就要採取下面要介紹的事務隔離級別“串行化”

複製代碼

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)

複製代碼

  

  4.串行化

    (1)打開一個客戶端A,並設置當前事務模式爲serializable,查詢表account的初始值:

複製代碼

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 |+------+--------+---------+4 rows in set (0.00 sec)

複製代碼

    (2)打開一個客戶端B,並設置當前事務模式爲serializable,插入一條記錄報錯,表被鎖了插入失敗,mysql中事務隔離級別爲serializable時會鎖表,因此不會出現幻讀的情況,這種隔離級別併發性極低,開發中很少會用到。

複製代碼

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

複製代碼

 

 

 

  補充:

  1、SQL規範所規定的標準,不同的數據庫具體的實現可能會有些差異

  2、mysql中默認事務隔離級別是可重複讀時並不會鎖住讀取到的行

  3、事務隔離級別爲讀提交時,寫數據只會鎖住相應的行

  4、事務隔離級別爲可重複讀時,如果有索引(包括主鍵索引)的時候,以索引列爲條件更新數據,會存在間隙鎖間隙鎖、行鎖、下一鍵鎖的問題,從而鎖住一些行;如果沒有索引,更新數據時會鎖住整張表。

  5、事務隔離級別爲串行化時,讀寫數據都會鎖住整張表

   6、隔離級別越高,越能保證數據的完整性和一致性,但是對併發性能的影響也越大,魚和熊掌不可兼得啊。對於多數應用程序,可以優先考慮把數據庫系統的隔離級別設爲Read Committed,它能夠避免髒讀取,而且具有較好的併發性能。儘管它會導致不可重複讀、幻讀這些併發問題,在可能出現這類問題的個別場合,可以由應用程序採用悲觀鎖或樂觀鎖來控制。


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