【MySQL】MySQL的四種事務(wù)隔離級別

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本文實驗的測試環(huán)境：Windows 10+cmd+MySQL5.6.36+InnoDB

一、事務(wù)的基本要素（ACID）

　　1、原子性（Atomicity）：事務(wù)開始后所有操作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滯在中間環(huán)節(jié)。事務(wù)執(zhí)行過程中出錯，會回滾到事務(wù)開始前的狀態(tài)，所有的操作就像沒有發(fā)生一樣。也就是說事務(wù)是一個不可分割的整體，就像化學中學過的原子，是物質(zhì)構(gòu)成的基本單位。

　　?2、一致性（Consistency）：事務(wù)開始前和結(jié)束后，數(shù)據(jù)庫的完整性約束沒有被破壞 。比如A向B轉(zhuǎn)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(wù)請求同一數(shù)據(jù)，不同的事務(wù)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(jié)束前，B不能向這張卡轉(zhuǎn)賬。

　　 4、持久性（Durability）：事務(wù)完成后，事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的所有更新將被保存到數(shù)據(jù)庫，不能回滾。

　　小結(jié)：原子性是事務(wù)隔離的基礎(chǔ)，隔離性和持久性是手段，最終目的是為了保持數(shù)據(jù)的一致性。

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二、事務(wù)的并發(fā)問題

　　1、臟讀：事務(wù)A讀取了事務(wù)B更新的數(shù)據(jù)，然后B回滾操作，那么A讀取到的數(shù)據(jù)是臟數(shù)據(jù)

　　2、不可重復讀：事務(wù) A 多次讀取同一數(shù)據(jù)，事務(wù) B 在事務(wù)A多次讀取的過程中，對數(shù)據(jù)作了更新并提交，導致事務(wù)A多次讀取同一數(shù)據(jù)時，結(jié)果 不一致。

　　3、幻讀：系統(tǒng)管理員A將數(shù)據(jù)庫中所有學生的成績從具體分數(shù)改為ABCDE等級，但是系統(tǒng)管理員B就在這個時候插入了一條具體分數(shù)的記錄，當系統(tǒng)管理員A改結(jié)束后發(fā)現(xiàn)還有一條記錄沒有改過來，就好像發(fā)生了幻覺一樣，這就叫幻讀。

　　小結(jié)：不可重復讀的和幻讀很容易混淆，不可重復讀側(cè)重于修改，幻讀側(cè)重于新增或刪除。解決不可重復讀的問題只需鎖住滿足條件的行，解決幻讀需要鎖表

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三、MySQL事務(wù)隔離級別

事務(wù)隔離級別	臟讀	不可重復讀	幻讀
讀未提交（read-uncommitted）	是	是	是
不可重復讀（read-committed）	否	是	是
可重復讀（repeatable-read）	否	否	是
串行化（serializable）	否	否	否

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mysql默認的事務(wù)隔離級別為repeatable-read

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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，并設(shè)置當前事務(wù)模式為read uncommitted（未提交讀），查詢表account的初始值：

?

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

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?

　　　　（3）這時，雖然客戶端B的事務(wù)還沒提交，但是客戶端A就可以查詢到B已經(jīng)更新的數(shù)據(jù)：

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　　　　（4）一旦客戶端B的事務(wù)因為某種原因回滾，所有的操作都將會被撤銷，那客戶端A查詢到的數(shù)據(jù)其實就是臟數(shù)據(jù)：

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?　　　　（5）在客戶端A執(zhí)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(shù)據(jù)的一致性沒問啊，如果你這么想就太天真 了，在應用程序中，我們會用400-50=350，并不知道其他會話回滾了，要想解決這個問題可以采用讀已提交的隔離級別

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　　2、讀已提交

　　　　（1）打開一個客戶端A，并設(shè)置當前事務(wù)模式為read committed（未提交讀），查詢表account的初始值：

?

　　　　（2）在客戶端A的事務(wù)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(wù)還沒提交，客戶端A不能查詢到B已經(jīng)更新的數(shù)據(jù)，解決了臟讀問題：

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　　　　（4）客戶端B的事務(wù)提交

　　　　（5）客戶端A執(zhí)行與上一步相同的查詢，結(jié)果 與上一步不一致，即產(chǎn)生了不可重復讀的問題，在應用程序中，假設(shè)我們處于客戶端A的會話，查詢到lilei的balance為450，但是其他事務(wù)將lilei的balance值改為400，我們并不知道，如果用450這個值去做其他操作，是有問題的，不過這個概率真的很小哦，要想避免這個問題，可以采用可重復讀的隔離級別

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?　　3、可重復讀

?　　　　（1）打開一個客戶端A，并設(shè)置當前事務(wù)模式為repeatable read，查詢表account的初始值：

　　　　（2）在客戶端A的事務(wù)提交之前，打開另一個客戶端B，更新表account并提交，客戶端B的事務(wù)居然可以修改客戶端A事務(wù)查詢到的行，也就是mysql的可重復讀不會鎖住事務(wù)查詢到的行，這一點出乎我的意料，sql標準中事務(wù)隔離級別為可重復讀時，讀寫操作要鎖行的，mysql居然沒有鎖，我了個去。在應用程序中要注意給行加鎖，不然你會以步驟（1）中l(wèi)ilei的balance為400作為中間值去做其他操作

　　　　（3）在客戶端A執(zhí)行步驟（1）的查詢：

　　　　（4）執(zhí)行步驟（1），lilei的balance仍然是400與步驟（1）查詢結(jié)果一致，沒有出現(xiàn)不可重復讀的 問題；接著執(zhí)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(shù)據(jù)的一致性倒是沒有被破壞，這個有點神奇，也許是mysql的特色吧

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)

　　　　(5) 在客戶端A開啟事務(wù)，查詢表account的初始值

mysql> start transaction; 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)

　　　　（6）在客戶端B開啟事務(wù)，新增一條數(shù)據(jù)，其中balance字段值為600，并提交

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)

　　　　(7) 在客戶端A計算balance之和，值為300+16000+2400=18700，沒有把客戶端B的值算進去，客戶端A提交后再計算balance之和，居然變成了19300，這是因為把客戶端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(fā)者的角度，數(shù)據(jù)的 一致性并沒有破壞。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(fā)生，那么就要采取下面要介紹的事務(wù)隔離級別“串行化”

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)

　　4.串行化

　　　　（1）打開一個客戶端A，并設(shè)置當前事務(wù)模式為serializable，查詢表account的初始值：

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)

　　　　（2）打開一個客戶端B，并設(shè)置當前事務(wù)模式為serializable，插入一條記錄報錯，表被鎖了插入失敗，mysql中事務(wù)隔離級別為serializable時會鎖表，因此不會出現(xiàn)幻讀的情況，這種隔離級別并發(fā)性極低，往往一個事務(wù)霸占了一張表，其他成千上萬個事務(wù)只有干瞪眼，得等他用完提交才可以使用，開發(fā)中很少會用到。

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

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　　補充：

　　1、SQL規(guī)范所規(guī)定的標準，不同的數(shù)據(jù)庫具體的實現(xiàn)可能會有些差異

　　2、mysql中默認事務(wù)隔離級別是可重復讀時并不會鎖住讀取到的行

　　3、事務(wù)隔離級別為串行化時，讀取數(shù)據(jù)會鎖住整張表

　　4、閱讀此文時，如果站在開發(fā)者的角度，也許會覺得不可重復讀和幻讀，在邏輯上并沒有什么問題，最終數(shù)據(jù)仍然是一致的，但是站在用戶的角度，他們通常只能看到一個事務(wù)（只能看到客戶端A，不知道客戶端B這個臥底的存在），而不會考慮事務(wù)并發(fā)執(zhí)行的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)同一數(shù)據(jù)多次讀取結(jié)果不同，或者憑空出現(xiàn)新記錄，他們可能會產(chǎn)生疑慮，這是用戶體驗的問題。

　　5.事務(wù)在mysql中執(zhí)行時，最終的結(jié)果不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性的問題，因為在一個事務(wù)中，mysql執(zhí)行某個操作未必會使用前一個操作的中間結(jié)果，它會根據(jù)其他并發(fā)事務(wù)的實際情況采來處理，看起來不合邏輯，但是保證了數(shù)據(jù)的一致性 ；但是事務(wù)在應用程序中執(zhí)行時，一個操作的結(jié)果會被下一個操作用到，并進行其他的計算。這是我們得小心，可重復讀的時候應該鎖行，串行化時 要鎖表，不然會破壞數(shù)據(jù)的一致性。

　　6、事務(wù)在mysql中執(zhí)行時，mysql會根據(jù)各個事務(wù)的實際情況綜合處理，導致數(shù)據(jù)的一致性沒有被破壞，但是應用程序時按照邏輯套路來出牌，并沒有mysql聰明，難免會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性問題。

　　7、隔離級別越高，越能保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，但是對并發(fā)性能的影響也越大，魚和熊掌不可兼得啊。對于多數(shù)應用程序，可以優(yōu)先考慮把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的隔離級別設(shè)為Read Committed，它能夠避免臟讀取，而且具有較好的并發(fā)性能。盡管它會導致不可重復讀、幻讀這些并發(fā)問題，在可能出現(xiàn)這類問題的個別場合，可以由應用程序采用悲觀鎖或樂觀鎖來控制。

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Innodb幻讀的各種姿勢

原創(chuàng)? 2017-07-01? 吳炳錫?

導讀

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認識幻讀，了解在應用開發(fā)中，高并發(fā)情況下可能造成的數(shù)據(jù)不一致問題。

----MySQL支持事務(wù)隔離級別----

MySQL默認事務(wù)隔離級別： REPEATABLE READ 為了提高并發(fā)度建議調(diào)整為：READ COMMITTED.

MySQL支持事務(wù)隔離級別：

• 未提交讀（READ UNCOMMITTED）：另一個事務(wù)修改了數(shù)據(jù)，但尚未提交，而本事務(wù)中的SELECT會讀到這些未被提交的數(shù)據(jù)（臟讀）。

• 提交讀（READ COMMITTED）：本事務(wù)讀取到的是最新的數(shù)據(jù)（其他事務(wù)提交后的）。問題是，在同一個事務(wù)里，前后兩次相同的SELECT會讀到不同的結(jié)果（不重復讀）。

• 可重復讀（REPEATABLE READ）：在同一個事務(wù)里，SELECT的結(jié)果是事務(wù)開始時時間點的狀態(tài)，因此，同樣的SELECT操作讀到的結(jié)果會是一致的。但是，會有幻讀現(xiàn)象。

• 串行化（SERIALIZABLE）：讀操作會隱式獲取共享鎖，可以保證不同事務(wù)間的互斥。（這個表級高了的串行控制，不是實例級別的）

• ----重點名詞解析----

• 臟讀： 最容易理解。 另一個事務(wù)修改的數(shù)據(jù)，還沒提交，而本事務(wù)中的SELECT語句讀取到數(shù)據(jù)。

• 不可重復讀（提交讀）： 把臟讀搞定后，可能會遇到另一個問題，提交讀。 事務(wù)中兩次同樣的SELECT語句讀取到不同的結(jié)果。

• 幻讀（一致性讀）：解決不可重復讀的問題后，可以保證同一個事情里，查詢的結(jié)果都是事務(wù)開始的狀態(tài)（一致性）。但是，如果另一個事務(wù)同時提交了數(shù)據(jù)，本事務(wù)更新時，就會驚奇的發(fā)現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)好象是之前讀到的。

三組實驗

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一、準備實驗環(huán)境

create database zst;
use zst;
create table a1(
id int not null,
name varchar(32),
primary key (id)) engine=innodb;
確認事務(wù)隔離級別在rr下：
mysql> select @@global.tx_isolation, @@tx_isolation;
+———————————-+————————-+
| @@global.tx_isolation | @@tx_isolation ?|
+———————————-+————————-+
| REPEATABLE-READ ? ? ? | REPEATABLE-READ |
+———————————-+————————-+

二、開始實驗

1、實驗一

session 1 session 2

begin; select * from a1;? Empty set (0.01 sec)	begin;
	insert into a1 values(1,’zhishutang.com’);
select * from a1; Empty set (0.01 sec)
	commit;
select * from a1; Empty set (0.01 sec)
insert into a1 values(1,’wubx’); ERROR 1062 (23000): Duplicate entry ‘1’ for key ‘PRIMARY’	_

實驗結(jié)果：查的沒數(shù)據(jù)，但實際寫入失敗！！！ 還好是寫入失敗，因而不會影響太大。

2、實驗二

這次來一個更猛一點的：

session 1 session 2

truncate a1 ; insert into a1 values(1,’a1’),(2,’a2’),(3,’a3’);
begin;	begin;
select * from a1	select * from a1;
1, a1 2, ? a2 3, a3? 3 rows in set (0.00 sec)	1, a1 2, ? a2 3, a3? 3 rows in set (0.00 sec)
	delete from a1 where id=1; commit;
select * from a1	select * from a1;
1, a1 2, ? a2 3, a3? 3 rows in set (0.00 sec)	2, ? a2 3, a3? 2 rows in set (0.00 sec)
update a1 set name=’wubx’; Query OK, 2 rows affected (0.00 sec) Rows matched: 2 ?Changed: 2 ?Warnings: 0
select * from a1	select * from a1;
1, a1 2, ? wubx 3, wubx? 3 rows in set (0.00 sec)	2, ? a2 3, a3? 2 rows in set (0.00 sec)
commit? Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)	_

實驗結(jié)果：天殺的update更新，提示成功，卻看到一行老數(shù)據(jù)，不管更新幾次，那個老數(shù)據(jù)還在。commit后消失原來那行老數(shù)據(jù)丟失。 ?

另外，該過程也適用于insert：

session 1 session 2

truncate a1 ;
begin;	begin;
insert into a1 values(1,’a1’);	insert into a1 values(2,’abc’);
select * from a1	select * from a1
1, a1	2,abc
	commit
select * from a1	select * from a1
1, a1	2,abc
update a1 set name=’zhishutang.com’; Query OK, 2 rows affected (0.00 sec) Rows matched: 2 ?Changed: 2 ?Warnings: 0
select * from a1	select * from a1
1, zhishutang.com 2, zhishutang.com	2.abc
rollback
select * from a1	select * from a1
2, abc	2, abc

實驗結(jié)果：在本操作中，Session 1是讀取到一條，但做一個次update更新后可以看到2條記錄，這個也可以說是事務(wù)的一個幻讀，但這個事務(wù)并沒有被破壞，rollback還能把Session 1的操作撤掉。

附：其實這種情形在官方手冊里也有標注，如下：

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-consistent-read.html
The snapshot of the database state applies to SELECT statements within a transaction, not necessarily to DML statements. If you insert or modify some rows and then commit that transaction, a DELETE or UPDATE statement issued from another concurrent REPEATABLE READ transaction could affect those just-committed rows, even though the session could not query them. If a transaction does update or delete rows committed by a different transaction, those changes do become visible to the current transaction.

3、實驗三

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-consistent-read.html
If you want to see the “freshest” state of the database, use either the READ COMMITTED isolation level or a locking read:

session 1 session 2

insert into a1 values(1,’a1’);	insert into a1 values(2,’abc’);
1, a1	2,abc
	commit
select * from a1	select * from a1
1, a1	2,abc
	commit
select * from a1
1,a1
select * from a1 lock in share mode;
1,a1? 2, abc
select * from a1 for update;
1,a1? 2, abc
select * from a1
1,a1	_

總結(jié)

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1、在RR隔離級別下可以得到一致性的讀。

2、對于DML操作，容易出現(xiàn)幻讀問題，在程序設(shè)計時，需要注意并行設(shè)計這塊。

3、事務(wù)處理中，為了得到新數(shù)據(jù)，也可以考慮利用顯式鎖的形式來獲取最新數(shù)據(jù)。

4、特別注意該表在事務(wù)操作中會Block DDL操作。—這個沒補實驗，各位自補。

更多信息可參考以下鏈接：

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-consistent-read.html

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總結(jié)

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