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深入理解Mysql的四種隔離級別

更新時間：2016年11月01日 10:02:14 投稿：daisy

開發(fā)工作中我們會使用到事務(wù)，那你們知道事務(wù)又分哪幾種嗎？MYSQL標(biāo)準(zhǔn)定義了4類隔離級別，用來限定事務(wù)內(nèi)外的哪些改變是可見的，哪些是不可見的。低的隔離級一般支持更高的并發(fā)處理，并擁有更低的系統(tǒng)開銷。下面通過這篇文章我們來一起深入理解Mysql中的四種隔離級別。

一、首先什么是事務(wù)？

事務(wù)是應(yīng)用程序中一系列嚴(yán)密的操作，所有操作必須成功完成，否則在每個操作中所作的所有更改都會被撤消。也就是事務(wù)具有原子性，一個事務(wù)中的一系列的操作要么全部成功，要么一個都不做。

事務(wù)的結(jié)束有兩種，當(dāng)事務(wù)中的所以步驟全部成功執(zhí)行時，事務(wù)提交。如果其中一個步驟失敗，將發(fā)生回滾操作，撤消撤消之前到事務(wù)開始時的所以操作。

二、事務(wù)的 ACID

事務(wù)具有四個特征：原子性（ Atomicity ）、一致性（ Consistency ）、隔離性（ Isolation ）和持續(xù)性（ Durability ）。這四個特性簡稱為 ACID 特性。

1 、原子性。事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位，事務(wù)中包含的各操作要么都做，要么都不做

2 、一致性。事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。因此當(dāng)數(shù)據(jù)庫只包含成功事務(wù)提交的結(jié)果時，就說數(shù)據(jù)庫處于一致性狀態(tài)。如果數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 運(yùn)行中發(fā)生故障，有些事務(wù)尚未完成就被迫中斷，這些未完成事務(wù)對數(shù)據(jù)庫所做的修改有一部分已寫入物理數(shù)據(jù)庫，這時數(shù)據(jù)庫就處于一種不正確的狀態(tài)，或者說是不一致的狀態(tài)。

3 、隔離性。一個事務(wù)的執(zhí)行不能其它事務(wù)干擾。即一個事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對其它并發(fā)事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能互相干擾。

4 、持續(xù)性。也稱永久性，指一個事務(wù)一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。接下來的其它操作或故障不應(yīng)該對其執(zhí)行結(jié)果有任何影響。

三、Mysql的四種隔離級別

SQL標(biāo)準(zhǔn)定義了4類隔離級別，包括了一些具體規(guī)則，用來限定事務(wù)內(nèi)外的哪些改變是可見的，哪些是不可見的。低級別的隔離級一般支持更高的并發(fā)處理，并擁有更低的系統(tǒng)開銷。

Read Uncommitted（讀取未提交內(nèi)容）

在該隔離級別，所有事務(wù)都可以看到其他未提交事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。本隔離級別很少用于實(shí)際應(yīng)用，因?yàn)樗男阅芤膊槐绕渌墑e好多少。讀取未提交的數(shù)據(jù)，也被稱之為臟讀（Dirty Read）。

Read Committed（讀取提交內(nèi)容）

這是大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的默認(rèn)隔離級別（但不是MySQL默認(rèn)的）。它滿足了隔離的簡單定義：一個事務(wù)只能看見已經(jīng)提交事務(wù)所做的改變。這種隔離級別也支持所謂的不可重復(fù)讀（Nonrepeatable Read），因?yàn)橥皇聞?wù)的其他實(shí)例在該實(shí)例處理其間可能會有新的commit，所以同一select可能返回不同結(jié)果。

Repeatable Read（可重讀）

這是MySQL的默認(rèn)事務(wù)隔離級別，它確保同一事務(wù)的多個實(shí)例在并發(fā)讀取數(shù)據(jù)時，會看到同樣的數(shù)據(jù)行。不過理論上，這會導(dǎo)致另一個棘手的問題：幻讀（Phantom Read）。簡單的說，幻讀指當(dāng)用戶讀取某一范圍的數(shù)據(jù)行時，另一個事務(wù)又在該范圍內(nèi)插入了新行，當(dāng)用戶再讀取該范圍的數(shù)據(jù)行時，會發(fā)現(xiàn)有新的“幻影” 行。InnoDB和Falcon存儲引擎通過多版本并發(fā)控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）機(jī)制解決了該問題。

Serializable（可串行化）

這是最高的隔離級別，它通過強(qiáng)制事務(wù)排序，使之不可能相互沖突，從而解決幻讀問題。簡言之，它是在每個讀的數(shù)據(jù)行上加上共享鎖。在這個級別，可能導(dǎo)致大量的超時現(xiàn)象和鎖競爭。

這四種隔離級別采取不同的鎖類型來實(shí)現(xiàn)，若讀取的是同一個數(shù)據(jù)的話，就容易發(fā)生問題。例如：

臟讀(Drity Read)：某個事務(wù)已更新一份數(shù)據(jù)，另一個事務(wù)在此時讀取了同一份數(shù)據(jù)，由于某些原因，前一個RollBack了操作，則后一個事務(wù)所讀取的數(shù)據(jù)就會是不正確的。

不可重復(fù)讀(Non-repeatable read):在一個事務(wù)的兩次查詢之中數(shù)據(jù)不一致，這可能是兩次查詢過程中間插入了一個事務(wù)更新的原有的數(shù)據(jù)。

幻讀(Phantom Read):在一個事務(wù)的兩次查詢中數(shù)據(jù)筆數(shù)不一致，例如有一個事務(wù)查詢了幾列(Row)數(shù)據(jù)，而另一個事務(wù)卻在此時插入了新的幾列數(shù)據(jù)，先前的事務(wù)在接下來的查詢中，就會發(fā)現(xiàn)有幾列數(shù)據(jù)是它先前所沒有的。
在MySQL中，實(shí)現(xiàn)了這四種隔離級別，分別有可能產(chǎn)生問題如下所示：

四、測試Mysql的隔離級別

下面，將利用MySQL的客戶端程序，我們分別來測試一下這幾種隔離級別。

測試數(shù)據(jù)庫為demo，表為test；表結(jié)構(gòu)：

兩個命令行客戶端分別為A，B；不斷改變A的隔離級別，在B端修改數(shù)據(jù)。

（一）、將A的隔離級別設(shè)置為read uncommitted(未提交讀)

A：啟動事務(wù)，此時數(shù)據(jù)為初始狀態(tài)

B：啟動事務(wù)，更新數(shù)據(jù)，但不提交

A：再次讀取數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)被修改了，這就是所謂的“臟讀”

B：回滾事務(wù)

A：再次讀數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變回初始狀態(tài)

經(jīng)過上面的實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論，事務(wù)B更新了一條記錄，但是沒有提交，此時事務(wù)A可以查詢出未提交記錄。造成臟讀現(xiàn)象。未提交讀是最低的隔離級別。

（二）、將客戶端A的事務(wù)隔離級別設(shè)置為read committed(已提交讀)

A：啟動事務(wù)，此時數(shù)據(jù)為初始狀態(tài)

B：啟動事務(wù)，更新數(shù)據(jù)，但不提交

A：再次讀數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)未被修改

B：提交事務(wù)

A：再次讀取數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)已發(fā)生變化，說明B提交的修改被事務(wù)中的A讀到了，這就是所謂的“不可重復(fù)讀”

經(jīng)過上面的實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論，已提交讀隔離級別解決了臟讀的問題，但是出現(xiàn)了不可重復(fù)讀的問題，即事務(wù)A在兩次查詢的數(shù)據(jù)不一致，因?yàn)樵趦纱尾樵冎g事務(wù)B更新了一條數(shù)據(jù)。已提交讀只允許讀取已提交的記錄，但不要求可重復(fù)讀。

(三)、將A的隔離級別設(shè)置為repeatable read(可重復(fù)讀)

A：啟動事務(wù)，此時數(shù)據(jù)為初始狀態(tài)

B：啟動事務(wù)，更新數(shù)據(jù)，但不提交

A：再次讀取數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)未被修改

B：提交事務(wù)

A：再次讀取數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)依然未發(fā)生變化，這說明這次可以重復(fù)讀了

B：插入一條新的數(shù)據(jù)，并提交

A：再次讀取數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)依然未發(fā)生變化，雖然可以重復(fù)讀了，但是卻發(fā)現(xiàn)讀的不是最新數(shù)據(jù)，這就是所謂的“幻讀”

A：提交本次事務(wù)，再次讀取數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)讀取正常了

由以上的實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論，可重復(fù)讀隔離級別只允許讀取已提交記錄，而且在一個事務(wù)兩次讀取一個記錄期間，其他事務(wù)部的更新該記錄。但該事務(wù)不要求與其他事務(wù)可串行化。例如，當(dāng)一個事務(wù)可以找到由一個已提交事務(wù)更新的記錄，但是可能產(chǎn)生幻讀問題(注意是可能，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫對隔離級別的實(shí)現(xiàn)有所差別)。像以上的實(shí)驗(yàn)，就沒有出現(xiàn)數(shù)據(jù)幻讀的問題。

(四)、將A的隔離級別設(shè)置為可串行化(Serializable)