惊！MySQL事务隔离级别原来这么简单
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事务概述
MySQL4种事务隔离级别分析
总结
1 事务概述
什么是事务？
数据库事务（简称:事务）是数据库管理系统执行过程中的一个逻辑单位，由一个有限的数据库操作序列构成。事务的使用是数据库管理系统区别文件系统的重要特征之一。
事务拥有四个重要的特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability），人们习惯称之为 ACID 特性。
事务
特性
事务具有ACID特性
1. 原子性（Atomicity）。事务开始后所有操作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错，会回滚到事务开始前的状态，所有的操作就像没有发生一样。例如，如果一个事务需要新增 100 条记录，但是在新增了 10 条记录之后就失败了，那么数据库将回滚对这 10 条新增的记录。也就是说事务是一个不可分割的整体，就像化学中学过的原子，是物质构成的基本单位。
2. 一致性（Consistency）。指事务将数据库从一种状态转变为另一种一致的的状态。事务开始前和结束后，数据库的完整性约束没有被破坏。例如工号带有唯一属性，如果经过一个修改工号的事务后，工号变的非唯一了，则表明一致性遭到了破坏。
3. 隔离性（Isolation）。要求每个读写事务的对象对其他事务的操作对象能互相分离，即该事务提交前对其他事务不可见。也可以理解为多个事务并发访问时，事务之间是隔离的，一个事务不应该影响其它事务运行效果。这指的是在并发环境中，当不同的事务同时操纵相同的数据时，每个事务都有各自的完整数据空间。由并发事务所做的修改必须与任何其他并发事务所做的修改隔离。例如一个用户在更新自己的个人信息的同时，是不能看到系统管理员也在更新该用户的个人信息（此时更新事务还未提交）。
4. 持续性（Durability）。事务一旦提交，则其结果就是永久性的。即使发生宕机的故障，数据库也能将数据恢复，也就是说事务完成后，事务对数据库的所有更新将被保存到数据库，不能回滚。这只是从事务本身的角度来保证，排除 RDBMS（关系型数据库管理系统，例如 Oracle、MySQL 等）本身发生的故障。
2 MySQL4种事务隔离级别分析
隔离
级别
事务隔离级别概述
SQL标准定义了4类隔离级别，包括了一些具体规则，用来限定事务内外的哪些改变是可见的，哪些是不可见的。低级别的隔离级一般支持更高的并发处理，并拥有更低的系统开销。
1. Read Uncommitted（读取未提交内容）。在该隔离级别，所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。本隔离级别很少用于实际应用，因为它的性能也不比其他级别好多少。读取未提交的数据，也被称之为脏读（Dirty Read）。
2. Read Committed（读取提交内容）。
这是大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL默认的）。它满足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所做的改变。这种隔离级别也支持所谓的不可重复读（Nonrepeatable Read），因为同一事务的其他实例在该实例处理其间可能会有新的commit，所以同一select可能返回不同结果。
3. Repeatable Read（可重读）。
这是MySQL的默认事务隔离级别，它确保同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到同样的数据行。不过理论上，这会导致另一个棘手的问题：幻读 （Phantom Read）。简单的说，幻读指当用户读取某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围内插入了新行，当用户再读取该范围的数据行时，会发现有新的“幻影” 行。InnoDB和Falcon存储引擎通过多版本并发控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）机制解决了该问题。
4. Serializable（可串行化）。
这是最高的隔离级别，它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。简言之，它是在每个读的数据行上加上共享锁。在这个级别，可能导致大量的超时现象和锁竞争。
以上这四种隔离级别采取不同的锁类型来实现，若读取的是同一个数据的话，就容易发生问题。例如：
脏读(Drity Read)：某个事务已更新一份数据，另一个事务在此时读取了同一份数据，由于某些原因，前一个RollBack了操作，则后一个事务所读取的数据就会是不正确的。
不可重复读(Non-repeatable read):在一个事务的两次查询之中数据不一致，这可能是两次查询过程中间插入了一个事务更新了原有的数据。
幻读(Phantom Read):在一个事务的两次查询中数据笔数不一致，例如有一个事务查询了几列(Row)数据，而另一个事务却在此时插入了新的几列数据，先前的事务在接下来的查询中，就会发现有几列数据是它先前所没有的。
MySQL数据库实现了这以上4种隔离级别，每种隔离级别可能会产生的问题如下表所示：
隔离级别
脏读
不可重复读
幻读
Read Uncommitted
Y
Y
Y
Read Committed
N
Y
Y
Repeatable Read
N
N
Y
Serializable
N
N
N
隔离
级别
测试各种隔离级别
创建一张Student表。
CREATE TABLE `student` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` varchar(64) NOT NULL,`age` int(4) NOT NULL,`gender` varchar(8) NOT NULL,`createTime` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,`updateTime` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
分别使用2个客户端A和B操作Student表，不断修改客户端A的隔离级别，在客户端B进行数据修改。
客户端A：将隔离级别调整为Read Uncommitted，然后查询当前隔离级别如下图所示。
客户端A：开启一个事务，此时数据为初始状态。
客户端B：启动一个事务，更新id=1学生，将其name属性修改为wushuang，但不提交事务。
客户端A：再次读取数据，发现数据已经被修改了，这就是所谓的“脏读”。
客户端B：事务回滚。回滚后的id=1的学生name属性仍然为zhangsan。
客户端A：再次读取Student表中的数据，发现id=1的学生name属性仍然为zhangsan。
经过上面的实验可以得出结论，事务B更新了一条记录，但是没有提交，此时事务A可以查询出未提交记录。造成脏读现象。未提交读是最低的隔离级别。
客户端A：将隔离级别调整为Read Committed，然后查询当前隔离级别。
客户端A：开启一个事务，此时数据为初始状态。
客户端B：启动一个事务，更新id=1学生，将其name属性修改为wushuang，但不提交事务。
客户端A：再次读取数据，发现数据未被修改。
客户端B：事务提交。
客户端A：再次读取Student表中的数据，发现id=1的学生name属性为wushuang。
经过上面的实验可以得出结论，已提交读隔离级别解决了脏读的问题，但是出现了不可重复读的问题，即事务A在两次查询的数据不一致，因为在两次查询之间事务B更新了一条数据。已提交读只允许读取已提交的记录，但不要求可重复读。
客户端A：将隔离级别调整为Repeatable，然后查询当前隔离级别。
客户端A：开启一个事务，此时数据为初始状态。
客户端B：启动一个事务，更新id=1学生，将其name属性修改为无双，但不提交事务。
客户端A：再次读取数据，发现数据未被修改。
客户端B：事务提交。
客户端A：再次读取数据，发现数据未被修改。
客户端B：插入一条新的数据，并提交。
客户端A：再次读取Student表中的数据，发现数据未被修改。
客户端A：提交事务。再次读取Student表中的数据，发现多了一条数据wangwu。
由以上的实验可以得出结论，可重复读隔离级别只允许读取已提交记录，而且在一个事务两次读取一个记录期间，其他事务不得更新该记录。但该事务不要求与其他事务可串行化。例如，当一个事务可以找到由一个已提交事务更新的记录，但是可能产生幻读问题(注意是可能，因为数据库对隔离级别的实现有所差别)。像以上的实验，就没有出现数据幻读的问题。
重新执行以上步骤，分别开启客户端A和客户端B，事务隔离级别依旧保持为repeatable read。在客户端B插入一条数据。
客户端A插入一条id=4的学生数据。
客户端A出现主键冲突问题。其实这就是该隔离级别下可能产生的问题，MySQL称之为幻读。
客户端A：将隔离级别调整为Serializable，然后查询当前隔离级别。
客户端B：启动一个事务，插入一个name=xiaoming的同学。
由于客户端A事务并未提交，因此客户端B的insert语句将会阻塞。
客户端A：提交事务。
客户端B：在客户端A提交后，客户端B的insert语句执行结束。
3 总结
事务的机制是通过视图（read-view）来实现的并发版本控制（MVCC），不同的事务隔离级别创建读视图的时间点不同。
可重复读是每个事务重建读视图，整个事务存在期间都用这个视图。
读已提交是每条 SQL 创建读视图，在每个 SQL 语句开始执行的时候创建的。隔离作用域仅限该条 SQL 语句。
读未提交是不创建，直接返回记录上的最新值
串行化隔离级别下直接用加锁的方式来避免并行访问。
这里的视图可以理解为数据副本，每次创建视图时，将当前已持久化的数据创建副本，后续直接从副本读取，从而达到数据隔离效果。
更多有关事务隔离级别实现的方式请参考下一篇文章。
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