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通過案例帶你瞭解 MySQL中的事務隔離級別

2021-09-23 13:00:19
本篇文章通過四個案例帶你瞭解 MySQL中的事務隔離級別，希望對大家有所幫助！

很多小夥伴對 MySQL 的隔離級別一直心存疑惑，其實這個問題一點都不難，關鍵看怎麼講！單純的看理論，絕對讓你暈頭轉向，但是，如果我們通過幾個實際的 SQL 來演示一些，大家就會發現這玩意原來這麼簡單！【相關推薦：】

今天鬆哥想通過幾個簡單的案例，來和大家演示一下 MySQL 中的事務隔離級別問題。

1. 理論

MySQL 中事務的隔離級別一共分為四種，分別如下：

  • 序列化（SERIALIZABLE）
  • 可重複讀（REPEATABLE READ）
  • 提交讀（READ COMMITTED）
  • 未提交讀（READ UNCOMMITTED）

四種不同的隔離級別含義分別如下：

  • SERIALIZABLE

如果隔離級別為序列化，則使用者之間通過一個接一個順序地執行當前的事務，這種隔離級別提供了事務之間最大限度的隔離。

  • REPEATABLE READ

在可重複讀在這一隔離級別上，事務不會被看成是一個序列。不過，當前正在執行事務的變化仍然不能被外部看到，也就是說，如果使用者在另外一個事務中執行同條 SELECT 語句數次，結果總是相同的。（因為正在執行的事務所產生的資料變化不能被外部看到）。

  • READ COMMITTED

READ COMMITTED 隔離級別的安全性比 REPEATABLE READ 隔離級別的安全性要差。處於 READ COMMITTED 級別的事務可以看到其他事務對資料的修改。也就是說，在事務處理期間，如果其他事務修改了相應的表，那麼同一個事務的多個 SELECT 語句可能返回不同的結果。

  • READ UNCOMMITTED

READ UNCOMMITTED 提供了事務之間最小限度的隔離。除了容易產生虛幻的讀操作和不能重複的讀操作外，處於這個隔離級的事務可以讀到其他事務還沒有提交的資料，如果這個事務使用其他事務不提交的變化作為計算的基礎，然後那些未提交的變化被它們的父事務復原，這就導致了大量的資料變化。

在 MySQL 資料庫種，預設的事務隔離級別是 REPEATABLE READ

2. SQL 實踐

接下來通過幾條簡單的 SQL 向讀者驗證上面的理論。

2.1 檢視隔離級別

通過如下 SQL 可以檢視資料庫範例預設的全域性隔離級別和當前 session 的隔離級別：

MySQL8 之前使用如下命令檢視 MySQL 隔離級別：

SELECT @@GLOBAL.tx_isolation, @@tx_isolation;

查詢結果如圖：

1.png

可以看到，預設的隔離級別為 REPEATABLE-READ，全域性隔離級別和當前對談隔離級別皆是如此。

MySQL8 開始，通過如下命令檢視 MySQL 預設隔離級別：

SELECT @@GLOBAL.transaction_isolation, @@transaction_isolation;

就是關鍵字變了，其他都一樣。

通過如下命令可以修改隔離級別（建議開發者在修改時修改當前 session 隔離級別即可，不用修改全域性的隔離級別）：

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED

上面這條 SQL 表示將當前 session 的資料庫隔離級別設定為 READ UNCOMMITTED，設定成功後，再次查詢隔離級別，發現當前 session 的隔離級別已經變了，如圖1-2：

2.png

注意，如果只是修改了當前 session 的隔離級別，則換一個 session 之後，隔離級別又會恢復到預設的隔離級別，所以我們測試時，修改當前 session 的隔離級別即可。

2.2 READ UNCOMMITTED

2.2.1 準備測試資料

READ UNCOMMITTED 是最低隔離級別，這種隔離級別中存在髒讀、不可重複讀以及幻象讀問題，所以這裡我們先來看這個隔離級別，藉此大家可以搞懂這三個問題到底是怎麼回事。

下面分別予以介紹。

首先建立一個簡單的表，預設兩條資料，如下：

3.png

表的資料很簡單，有 javaboy 和 itboyhub 兩個使用者，兩個人的賬戶各有 1000 人民幣。現在模擬這兩個使用者之間的一個轉賬操作。

注意，如果讀者使用的是 Navicat 的話，不同的查詢視窗就對應了不同的 session，如果讀者使用了 SQLyog 的話，不同查詢視窗對應同一個 session，因此如果使用 SQLyog，需要讀者再開啟一個新的連線，在新的連線中進行查詢操作。

2.2.2 髒讀

一個事務讀到另外一個事務還沒有提交的資料，稱之為髒讀。具體操作如下：

  • 首先開啟兩個SQL操作視窗，假設分別為 A 和 B，在 A 視窗中輸入如下幾條 SQL （輸入完成後不用執行）：

START TRANSACTION;
UPDATE account set balance=balance+100 where name='javaboy';
UPDATE account set balance=balance-100 where name='itboyhub';COMMIT;

  • 在 B 視窗執行如下 SQL，修改預設的事務隔離級別為 READ UNCOMMITTED，如下：

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED

  • 接下來在 B 視窗中輸入如下 SQL，輸入完成後，首先執行第一行開啟事務（注意只需要執行一行即可）：

START TRANSACTION;SELECT * from account;COMMIT;

  • 接下來執行 A 視窗中的前兩條 SQL，即開啟事務，給 javaboy 這個賬戶新增 100 元。

  • 進入到 B 視窗，執行 B 視窗的第二條查詢 SQL（SELECT * from user;），結果如下：

4.png

可以看到，A 視窗中的事務，雖然還未提交，但是 B 視窗中已經可以查詢到資料的相關變化了。

這就是髒讀問題。

2.2.3 不可重複讀

不可重複讀是指一個事務先後讀取同一條記錄，但兩次讀取的資料不同，稱之為不可重複讀。具體操作步驟如下（操作之前先將兩個賬戶的錢都恢復為1000）：

  1. 首先開啟兩個查詢視窗 A 和 B ，並且將 B 的資料庫事務隔離級別設定為 READ UNCOMMITTED。具體 SQL 參考上文，這裡不贅述。

  2. 在 B 視窗中輸入如下 SQL，然後只執行前兩條 SQL 開啟事務並查詢 javaboy 的賬戶：

START TRANSACTION;SELECT * from account where name='javaboy';COMMIT;

前兩條 SQL 執行結果如下：

5.png

  1. 在 A 視窗中執行如下 SQL，給 javaboy 這個賬戶新增 100 塊錢，如下：
START TRANSACTION;
UPDATE account set balance=balance+100 where name='javaboy';COMMIT;

4.再次回到 B 視窗，執行 B 視窗的第二條 SQL 檢視 javaboy 的賬戶，結果如下：

6.png

javaboy 的賬戶已經發生了變化，即前後兩次檢視 javaboy 賬戶，結果不一致，這就是不可重複讀。

和髒讀的區別在於，髒讀是看到了其他事務未提交的資料，而不可重複讀是看到了其他事務已經提交的資料（由於當前 SQL 也是在事務中，因此有可能並不想看到其他事務已經提交的資料）。

2.2.4 幻象讀

幻象讀和不可重複讀非常像，看名字就是產生幻覺了。

我舉一個簡單例子。

在 A 視窗中輸入如下 SQL：

START TRANSACTION;insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);COMMIT;

然後在 B 視窗輸入如下 SQL：

START TRANSACTION;SELECT * from account;delete from account where name='zhangsan';COMMIT;

我們執行步驟如下：

  • 首先執行 B 視窗的前兩行，開啟一個事務，同時查詢資料庫中的資料，此時查詢到的資料只有 javaboy 和 itboyhub。

  • 執行 A 視窗的前兩行，向資料庫中新增一個名為 zhangsan 的使用者，注意不用提交事務。

  • 執行 B 視窗的第二行，由於髒讀問題，此時可以查詢到 zhangsan 這個使用者。

  • 執行 B 視窗的第三行，去刪除 name 為 zhangsan 的記錄，這個時候刪除就會出問題，雖然在 B 視窗中可以查詢到 zhangsan，但是這條記錄還沒有提交，是因為髒讀的原因才看到了，所以是沒法刪除的。此時就產生了幻覺，明明有個 zhangsan，卻無法刪除。

這就是幻讀。

看了上面的案例，大家應該明白了髒讀、不可重複讀以及幻讀各自是什麼含義了。

2.3 READ COMMITTED

和 READ UNCOMMITTED 相比，READ COMMITTED 主要解決了髒讀的問題，對於不可重複讀和幻象讀則未解決。

將事務的隔離級別改為 READ COMMITTED 之後，重複上面關於髒讀案例的測試，發現已經不存在髒讀問題了；重複上面關於不可重複讀案例的測試，發現不可重複讀問題依然存在。

上面那個案例不適用於幻讀的測試，我們換一個幻讀的測試案例。

還是兩個視窗 A 和 B，將 B 視窗的隔離級別改為 READ COMMITTED，

然後在 A 視窗輸入如下測試 SQL：

START TRANSACTION;insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);COMMIT;

在 B 視窗輸入如下測試 SQL：

START TRANSACTION;SELECT * from account;insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);COMMIT;

測試方式如下：

  • 首先執行 B 視窗的前兩行 SQL，開啟事務並查詢資料，此時查到的只有 javaboy 和 itboyhub 兩個使用者。

  • 執行 A 視窗的前兩行 SQL，插入一條記錄，但是並不提交事務。

  • 執行 B 視窗的第二行 SQL，由於現在已經沒有了髒讀問題，所以此時查不到 A 視窗中新增的資料。

  • 執行 B 視窗的第三行 SQL，由於 name 欄位唯一，因此這裡會無法插入。此時就產生幻覺了，明明沒有 zhangsan 這個使用者，卻無法插入 zhangsan。

2.4 REPEATABLE READ

和 READ COMMITTED 相比，REPEATABLE READ 進一步解決了不可重複讀的問題，但是幻象讀則未解決。

REPEATABLE READ 中關於幻讀的測試和上一小節基本一致，不同的是第二步中執行完插入 SQL 後記得提交事務。

由於 REPEATABLE READ 已經解決了不可重複讀，因此第二步即使提交了事務，第三步也查不到已經提交的資料，第四步繼續插入就會出錯。

注意，REPEATABLE READ 也是 InnoDB 引擎的預設資料庫事務隔離級別

2.5 SERIALIZABLE

SERIALIZABLE 提供了事務之間最大限度的隔離，在這種隔離級別中，事務一個接一個順序的執行，不會發生髒讀、不可重複讀以及幻象讀問題，最安全。

如果設定當前事務隔離級別為 SERIALIZABLE，那麼此時開啟其他事務時，就會阻塞，必須等當前事務提交了，其他事務才能開啟成功，因此前面的髒讀、不可重複讀以及幻象讀問題這裡都不會發生。

3. 總結

總的來說，隔離級別和髒讀、不可重複讀以及幻象讀的對應關係如下：

隔離級別髒讀不可重複讀幻象讀
READ UNCOMMITTED允許允許允許
READ COMMITED不允許允許允許
REPEATABLE READ不允許不允許允許
SERIALIZABLE不允許不允許不允許

效能關係如圖：

7.png

好了，這篇文章就和小夥伴們先說這麼多，大家不妨寫幾行 SQL 試一試。

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