事务隔离级别

一、事务的四大特性

事务就是一组原子性的SQL查询，或者说一个独立的工作单元。如果数据库引擎能够成功地对数据库应用该组查询的全部语句，那么就执行该组查询。如果其中有任何一条语句因为崩溃或其他原因无法执行，那么所有的语句都不会执行。也就是说，事务内的语句，要么全部执行成功，要么全部执行失败。

银行应用是解释事务必要性的一个经典例子。假设一个银行的数据库有两张表：支票（checking）表和储蓄（savings）表。现在要从Jane的支票账户转移200美元到她的储蓄账户，那么需要至少3个步骤：

    1.检查支票账户余额高于200美元。 

    2.从支票账户余额中减去200美元。

    3.在储蓄账户余额中增加200美元。

上述三个操作必须打包在一个事务中，任何一个步骤失败，则必须回滚所有步骤。

除非系统通过严格的ACID测试，否则空谈事务的概念是不够的。ACID表示原子性（atomicity）、一致性（consistency）、隔离性（isolation）和持久性（durability）。一个运行良好的事务处理系统，必须具备这些标准特征。

原子性：对于一个事务来说，要么全部提交成功，要么全部失败回滚，不可能执行其中的一部分，这就是事务的原子性。

一致性：数据库总是从一个一致性状态转换到另一个一致性的状态。如果银行转账一半网络中断了，也不用担心钱会消失，因为数据库处于一致性状态。

隔离性：通常一个事务所做的修改在最终提交以前，对其他事务都是不可见的。

持久性：一旦事务提交，则其所做的修改就会永久保存到数据库中。此时即使系统崩溃，修改的数据也不会丢失。

二、并发事务的四个问题

丢失更新：指的是并发事务A，B同时读取同一个数据，并都执行写操作，那么B的写操作可能覆盖A的写操作。

事务A	事务B
读取x=100	读取x=100
x=x+100	x=x+200
事务结束x=200	事务结束x=300
	最后x=300，覆盖了A的更新

脏读：指的是并发事务A执行写操作，并发事务B执行读操作，那么B可能读到A未提交的内容。

事务A	事务B
读取x=100
x=x+100	读取事务A写的x=200
事务回滚x=100
事务结束x=100

不可重复读：指的是并发事务A执行写操作，并发事务B在自身没有更新数据的情况下，多次读到了不同的结果（就相当于事务B之间插入了一个事务A修改了数据）。

事务A	事务B
读取x=100	读取x=100
x=x+100
事务结束x=200	读取x=200

幻读：指的是并发事务A插入或删除数据，导致并发事务B在自身没有插入或删除的情况下，多次读到了不同的数据库行数（就相当于事务B之间插入了一个事务A增删了数据行）。

事务A	事务B
记录数为100	记录数为100
insert一条记录
事务结束，记录数为101	记录数为101

三、事务的四大隔离级别

前面提到“通常来说，一个事务在提交前的任何修改，对其他事务都是不可见的”，但实际中隔离性更为复杂。在SQL标准中定义了四种隔离级别，每一级别都规定了一个事务中所做的修改，哪些在事务内和事务间是可见的，哪些是不可见的。

未提交读（read uncommitted）：事务中的修改，即使没有提交，对其他事务也都是可见的。事务可以读取未提交的数据，也称为脏读。

提交读（read committed）：提交读满足前面提到的隔离性的简单定义，一个事务开始时，只能看见已经提交事务所做的修改。换句话说，一个事务从开始直到提交之前，所做的任何修改对其他事务都是不可见的。这个级别也叫不可重复读，因为两次执行相同的查询，可能会得到不一样的结果。

可重复读（repeatable read）：该级别保证了在同一个事务中多次读取同样记录的结果是一致的。但依旧无法解决幻读的问题，为此InnoDB存储引擎通过MVCC（多版本并发控制）解决了这一问题。

可串行化（serialzable）：它通过强制事务串行执行，避免前面提到的所有问题，但基本在并发情况下不会被使用。
四、实现四大隔离级别的四级封锁协议

一级封锁协议（对应未提交读）：事务T在修改数据R之前，必须要加上X锁，可以避免丢失更新的问题。

二级封锁协议（对应提交读）：事务T在修改数据R之前，必须要加上X锁；事务T在读取数据R之前，必须要加上S锁，读完后释放S锁。这样就避免了读脏数据。

三级封锁协议（对应可重复读）：事务T在修改数据R之前，必须要加上X锁；事务T在读取数据R之前，必须要加上S锁，事务结束后才释放。这样在二级封锁协议的基础上避免不可重复读的问题。

最强封锁协议（对应可串行化）：四级封锁协议是对三级封锁协议的增强，其实现机制也最为简单，直接对事务中所读取或者更改的数据所在的表加表锁，也就是说，其他事务不能读写该表中的任何数据。

为什么一级封锁协议不能禁止脏读：在事务T修改数据R之前，需要加排它锁，此时其他事务不能申请共享锁或排它锁，但可以直接通过基本的select来读取数据，不用加锁。

 

以上参考 ：微信 猿媛之家 数据库四大隔离级别实现原理 文章