数据库之事务隔离级别

小灰灰 2023-05-29 03:30 2阅读 0赞

## 并发事务处理带来的问题 ##

### 更新丢失 ###

当两个或多个事务选择同一行,然后基于最初选定的值更新该行时,由于每个事务都不知道其他事务的存在,就会发生丢失更新问题：最后的更新覆盖了由其他事务所做的更新。例如,两个程序员修改同-java文件。每程序员独立地更改其副本,然后保存更改后的副本,这样就覆盖了原始文档。最后保存其更改副本的编辑人员覆盖前一个程序员所做的更改。如果在一个程序员完成并提交事务之前,另一个程序员不能访问同一文件,则可避免此问题。

### **脏读** ###

事务A读取到了事务B已修改但是尚未确认提交的数据，还在这个数据的基础之上做了操作。此时，如果事务B回滚，A读取的数据无效，不符合一致性的要求。

### **不可重复读** ###

事务A读取到了事务B已经提交的修改数据。通俗的讲，一个事务范围内，多次查询某个数据，却得到不同的**结果**，强调的是更新操作。

与脏读的区别：脏读是读到未提交的数据，而不可重复读读到的却是已经提交的数据，但实际上是违反了事务的一致性原则。

### **幻读** ###

事务A读取到了事务B提交的新增的数据。一个事务内多次读取，得到的**记录数**不一致，强调的是插入、删除操作。

> 不可重复读是事务B里面修改了数据
> 
> 幻读是事务B里面新增了数据

## 解决方案 ##

以上集中问题，其实都是数据库读一致性问题，必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决，他们可以最大程度避免以上三种情况的发生

<table style="width:370px;"> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>隔离级别</th> 
   <th>脏读</th> 
   <th>不可重复读</th> 
   <th>幻读</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>读未提交</td> 
   <td>未解决</td> 
   <td>未解决</td> 
   <td>未解决</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>读已提交</td> 
   <td>解决</td> 
   <td>未解决</td> 
   <td>未解决</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>可重复读</td> 
   <td>解决</td> 
   <td>解决</td> 
   <td>未解决</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>串行化</td> 
   <td>解决</td> 
   <td>解决</td> 
   <td>解决</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

`MySQL`是一个服务器／客户端架构的软件，对于同一个服务器来说，可以有若干个客户端与之连接，每个客户端与服务器连接上之后，就可以称之为一个会话（`Session`）。我们可以同时在不同的会话里输入各种语句，这些语句可以作为事务的一部分进行处理。不同的会话可以同时发送请求，也就是说服务器可能同时在处理多个事务，这样子就会导致不同的事务可能同时访问到相同的记录。我们前边说过事务有一个特性称之为`隔离性`，理论上在某个事务对某个数据进行访问时，其他事务应该进行排队，当该事务提交之后，其他事务才可以继续访问这个数据。但是这样子的话对性能影响太大，所以设计数据库的大叔提出了各种`隔离级别`，来最大限度的提升系统并发处理事务的能力，但是这也是以牺牲一定的`隔离性`来达到的。

查看当前数据库事务隔离级别：

show variables like 'tx_isolation';

### 一. 读未提交 ###

如果一个事务读到了另一个未提交事务修改过的数据，那么这种`隔离级别`就称之为`未提交读`（英文名：`READ UNCOMMITTED`），示意图如下：

![image\_1d6t5hhamcd61qkjk9v1ag8171o7u.png-95.6kB][image_1d6t5hhamcd61qkjk9v1ag8171o7u.png-95.6kB]

如上图，`Session A`和`Session B`各开启了一个事务，`Session B`中的事务先将`id`为`1`的记录的列`c`更新为`'关羽'`，然后`Session A`中的事务再去查询这条`id`为`1`的记录，那么在`未提交读`的隔离级别下，查询结果就是`'关羽'`，也就是说某个事务读到了另一个未提交事务修改过的记录。但是如果`Session B`中的事务稍后进行了回滚，那么`Session A`中的事务相当于读到了一个不存在的数据，这种现象就称之为`脏读`，就像这个样子：

![image\_1d6uqql7n55t1k7mmellrh14a495.png-105.3kB][image_1d6uqql7n55t1k7mmellrh14a495.png-105.3kB]

`脏读`违背了现实世界的业务含义，所以这种`READ UNCOMMITTED`算是十分不安全的一种`隔离级别`。

### 二. 读已提交--Oracle 默认的隔离级别 ###

**如果一个事务只能读到另一个已经提交的事务修改过的数据，并且其他事务每对该数据进行一次修改并提交后，该事务都能查询得到最新值，那么这种`隔离级别`就称之为`已提交读`**（英文名：`READ COMMITTED`），如图所示：

![image\_1d6t64lgg1j4mtp818f61n09t6l8o.png-133.1kB][image_1d6t64lgg1j4mtp818f61n09t6l8o.png-133.1kB]

从图中可以看到，第4步时，由于`Session B`中的事务尚未提交，所以`Session A`中的事务查询得到的结果只是`'刘备'`，而第6步时，由于`Session B`中的事务已经提交，所以`Session B`中的事务查询得到的结果就是`'关羽'`了。

对于某个处在在`已提交读`隔离级别下的事务来说，只要其他事务修改了某个数据的值，并且之后提交了，那么该事务就会读到该数据的最新值，比方说：

![image\_1d6urs4l0g799959e1jsj1cvqai.png-170.6kB][image_1d6urs4l0g799959e1jsj1cvqai.png-170.6kB]

我们在`Session B`中提交了几个隐式事务，这些事务都修改了`id`为`1`的记录的列c的值，每次事务提交之后，`Session A`中的事务都可以查看到最新的值。这种现象也被称之为`不可重复读`。

### 三. 可重复读--MySQL 默认的隔离级别 ###

在一些业务场景中，**一个事务只能读到另一个已经提交的事务修改过的数据，但是第一次读过某条记录后，即使其他事务修改了该记录的值并且提交，该事务之后再读该条记录时，读到的仍是第一次读到的值，而不是每次都读到不同的数据。那么这种`隔离级别`就称之为`可重复读`**（英文名：`REPEATABLE READ`），如图所示：

![image\_1d6useq9aagi9981sm21b011dt4bf.png-171.1kB][image_1d6useq9aagi9981sm21b011dt4bf.png-171.1kB]

从图中可以看出来，`Session A`中的事务在第一次读取`id`为`1`的记录时，列`c`的值为`'刘备'`，之后虽然`Session B`中隐式提交了多个事务，每个事务都修改了这条记录，但是`Session A`中的事务读到的列`c`的值仍为`'刘备'`，与第一次读取的值是相同的。

> 读已提交 和 可重复读，都可以读到其它事务已提交的数据，但是它们的区别是，MVCC中生成ReadView的时机不同。读已提交，每次读取数据前都生成一个ReadView`,可重复读`，在第一次读取数据时生成一个ReadView。
> 
> ([https://blog.csdn.net/qq\_24313635/article/details/102888242][https_blog.csdn.net_qq_24313635_article_details_102888242])

### 四. 串行化 ###

以上3种隔离级别都允许对同一条记录进行`读-读`、`读-写`、`写-读`的并发操作，如果我们不允许`读-写`、`写-读`的并发操作，可以使用`SERIALIZABLE`隔离级别，使用加锁的方式来访问记录。示意图如下：

![image\_1d6uu0sk41213olj102t1tsa10o9ds.png-122.9kB][image_1d6uu0sk41213olj102t1tsa10o9ds.png-122.9kB]

如图所示，当`Session B`中的事务更新了`id`为`1`的记录后，之后`Session A`中的事务再去访问这条记录时就被卡住了，直到`Session B`中的事务提交之后，`Session A`中的事务才可以获取到查询结果。

### **在可重复读的隔离级别下如何解决幻读** ###

很明显MySQL 默认的隔离级别可重复读，没有办法彻底的解决幻读的问题，如果我们的项目中需要解决幻读的话也有两个办法：

*  使用串行化读的隔离级别
 *  MVCC+next-key locks：（**MVCC是解决读写并行的幻读，而next key lock 是解决写写并行的幻读**)

实际上很多的项目中是不会使用到上面的两种方法的，串行化读的性能太差，而且其实幻读很多时候是我们完全可以接受的。

###  实现事务隔离级别的方法 ###

1.  加读写锁
2.  一致性快照读，即 `MVCC(`[https://blog.csdn.net/qq\_24313635/article/details/102888242][https_blog.csdn.net_qq_24313635_article_details_102888242]`)`

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