mysql事务隔离级别及实现原理，深度理解

1、事务是什么？

事务是数据库一个不可分的工作单元，可以将多个操作步骤表示为一个步骤。

2、事务的四大特性

Atomicity原子性， Consistency一致性，Isolation隔离性，Durability持久性

3、事务中出现的异常状况

脏读：一个事务读取到了另一个事务未提交的数据

时间	事务1	事务2
1		插入id=2数据
2	可以查询到id=2数据
3		回滚事务，此时事务A查询到的id=2的数据就是脏数据

 

不可重复读

时间	事务1	事务2
1	查询id=2的数据，name值为张三
2		update name=李四 where id=2
3		提交事务
4	查询id=2的数据，name值为李四

 

幻读

当事务隔离级别为读已提交

时间	事务1	事务2
1	查询id>=1的数据，得到id为1,2的两条数据
2		插入id=3,name=王五的数据
3		提交事务
4	再次查询id>=1的数据，得到id为1,2，3的三条数据

 

当事务隔离级别为可重复读

时间	事务1	事务2
1	查询id>=1的数据，得到id为1,2的两条数据
2		插入id=3,name=王五的数据
3		提交事务
4	执行 update tab set name = 王五1 where id = 3，此时update执行的是当前读，会更新id=3的快照数据
5	再次查询id>=1的数据，得到id为1,2，3的三条数据

 

4、锁介绍

　　两阶段锁协议

　　　　在InnoDB事务中，行锁是在用到的时候才加上的，但并不是不再用了就立刻释放，而是要等到事务commit或rollback才会释放

　　锁的类型

　　　　共享锁（shared lock）允许事务读一行数据

　　　　排它锁（exclusive lock）允许事务删除或更新一行数据

	共享锁	排他锁
共享锁	兼容	不兼容
排它锁	不兼容	不兼容

　　锁的算法

　　行锁（record lock）针对单行记录的锁

　　间隙锁（gap lock）锁定一个范围但不包含记录本身，注：在可重复读级别下存在

　　间隙锁+行锁（Next-Key Lock）锁定一个范围并且包含记录本身，每个next-key lock都是前开后闭区间，假设数据库里有3条记录0,5,10 那么就有(-∞,0]、(0,5]、(5,10]、(10,+∞]4个可能的next-key lock，注：在可重复读、串行化级别下才存在

5、快照读与当前读

　　多版本并发控制（MVCC）：一行数据有多个版本，根据事务ID获取一致性读视图，数据版本相关内容维护在undo log里，注：在读已提交、可重复读级别下才存在，MVCC避免了锁的争抢，通过空间换时间保证了数据读取的正确性。

　　快照读：读取的是快照数据，不保证是最新数据

　　在读未提交、读已提交、可重复读隔离级别下，最普通的查询就是快照读

select * from table

　　当前读：读到的数据是最新数据

-- 共享锁
select ... lock in share mode 
-- 排它锁
select ... for update 
insert ...
update ...
delete ...

6、事务隔离级别

　　SQL标准定义了四个隔离级别

• 读未提交（READ UNCOMMITED）

　　   特点：读的时候未对数据加锁，修改数据的时候对数据添加行级共享锁

          效果：因为修改数据时候添加的是共享锁，所以会被其他事务读到，产生脏读的问题

 

• 读已提交（READ COMMIED）

　　    特点：（快照读）读的时候会通过MVCC的一致性视图读到最新的、已提交事务的数据版本

　　    效果：(快照读)因为通过MVCC读取的是已提交事务的数据版本，所以不会存在脏读。通过MVCC读到的数据，没有进行加锁操作, 所以其他事务仍然可以对读到的数据进行修改并提交，这时候再次读取就发生了不可重复读。

(当前读)通过显示加锁，防止了其他事务对其行数据的修改，从而避免了不可重复读

• 可重复读（REPEATABLE READ）

　　   特点：（快照读）读的时候会通过MVCC的一致性视图读到开启事务时刻、已提交事务的最新数据版本

　　   效果：(快照读)因为通过MVCC读取的是开启事务时刻，已提交事务的数据版本，所以无论其他事务怎么修改，看到的数据都是雷打不动的固定的数据版本，这时候再次读取就避免了不可重复读。因为在修改数据的时候使用了next-key lock，所以即使进行插入操作也会被锁阻塞，这样也避免了幻读情况的产生。在实际情况中，锁的算法比较灵活 ，根据sql语句的不同，和命中索引的区别，即有next-key lock+gap lock锁住更大范围的情况，也有在唯一索引场景 next-key lock退化成 record lock以及gap lock的情况

• 串行化（SERIALIZABLE）

	脏读	不可重复读	幻读
读未提交	未解决	未解决	未解决
读已提交	已解决	快照读未解决，可通过加锁解决	未解决
可重复读	已解决	已解决	MVCC能解决部分场景
串行化	已解决	已解决	已解决