[MySQL]事务的隔离级别原理与底层实现

目录

1.为什么要有隔离性

2.事务的隔离级别

读未提交

读提交

可重复读

串行化

3.演示事务隔离级别的操作

查看与设置事务的隔离级别

演示读提交操作

演示可重复读操作

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1.为什么要有隔离性

        在真正的业务场景下，MySQL服务在同一时间一定会有大量的客户端进程并发的去访问同一个MySQL服务，而且一定会同一时间有多个客户端访问和操作同一张表。而且我们在业务层面，一个事务很多情况下都需要多条SQL语句组成，那么这样的话，操作虽然是原子性的，但是过程却可以明显的分成执行前、执行中以及执行后三个阶段。

        那么在执行中的阶段，一个客户端在执行事务操作数据库表，但是事务还没有完成提交，其其他客户端如果查看到该客户端没有提交的数据，会不会有问题呢？如果客户端查看了另一个客户端没有提交的数据，但是另一个客户端最后执行了回滚操作，那么该客户端查看的数据就不是真实的数据了，出现了数据的二义性。

        所以说为了保证数据库在执行事务操作过程中尽量不受到干扰，就有了一个重要的特性就是隔离性。但是也并非客户端在执行事务的时候，不能让其他客户端查看自己没有提交的数据，在一些更关注数据的实时性的业务操作中，就能够接受短暂的数据不一致问题。

2.事务的隔离级别

        事务的隔离级别分为读未提交、读提交、可重复读、串行化，不同的隔离界别可以让蛇舞收到不同程度的干扰，可以用于不同的业务场景。对于隔离级别的实现基本上都是通过锁实现了，因为多客户端访问也相当于是多线程的并发访问，所以说还是要用锁。对于不同的隔离级别，锁的使用是不同的，常见的有表锁、行锁、读锁、写锁等等。

        对于事务的隔离级别是相对于自己而言的，如果说一个客户端A是读未提交，客户端B是读提交，那么客户端B想要提取客户端A在事务中操作的结果就需要在客户端A提交之后才可以看得到。

读未提交

        该隔离级别属于是最低的隔离界别，相当于没隔离一样，所有的事物都可以看到其他事物没有提交的执行结果，这种隔离界别在实际的业务中基本上是不会使用的。会有很多的并发问题，例如脏读、幻读、不可重复读等问题。

事务的并发问题

脏读	一个事务读取到了另一个事务未提交的操作结果就是脏读。由于未提交的事务数据可能回因为事务的回滚而改变，所以读到的数据可能回出问题。
幻读	在一个事务内，按照某个条件进行数据查询的时候，第一次查询和第二次查询的结果集不同。可能是因为其他事务在这个期间对数据进行了操作。
不可重复读	在一个事务内，对于同一个数据的多次读取结果不一致叫做不可重复读。可能因为在该事务执行期间，其他事务对这个数据进行了修改等操作，导致了读取数据的变化，造成了该问题。

        脏读更加聚焦于数据的插入和删除操作，两次查看的数据量不一样，而不可重复读更聚焦于数据的修改和删除的操作，两次查看的数据量可能一样，但是里面的数据不一样。

读提交

        该隔离级别是大多数数据库的默认隔离级别（但不是MySQL的），也是普遍理解上最合适的一个隔离级别。该隔离级别规定了，一个事务只能看到其他的已经提交的事务所改变的数据操作。这种级别的隔离就不会产数据的脏读问题了。因为只能读取到提交之后的存放在磁盘当中的永久化数据。但是还是会有不同重复读取的问题，因为多次查看表数据的时候，在此其他其他事务可能回修改表并提交事务。

可重复读

        这是MySQL的默认隔离级别，他确保同一个事务，在执行的过程中多次读取操作数据的时候，回看到同样的数据行。使得数据不会出现脏读、不可重复读取的问题，但是会有幻读的问题。

串行化

        串行化是数据库事务隔离级别中最高的级别。在串行化隔离级别下，事务的执行是顺序的，一个事务必须等待前一个事务完成（提交或者回滚）之后才能开始执行，在等待过程中就会放入等待队列。就好像多个事务是在一条单行道上排队依次通过一样，完全避免了并发事务之间的相互干扰。他会在每个读的数据行上面加上共享锁，但是加锁就会有锁的竞争问题，会大大降低效率。这种级别不会有任何的事务之间相互影响的问题了。

3.演示事务隔离级别的操作

查看与设置事务的隔离级别

        事务隔离级别的设置分为全局的和会话级别的设置，如果设置会话级别的话，就相当于是对于一个客户端连接的设置，关闭之后再重启还是会重制事务的隔离级别，会按照全局的事务隔离界别来定义。

        对于设置会话级别的事务隔离性不需要重启服务器，但是设置全局级别话需要重启，因为事务的隔离级别是受会话影响的，客户端启动的会话隔离级别是从全局隔离级别复制过来的，所以说全局隔离级别决定了客户端启动的时候的事务隔离级别，但是事务在操作的时候，是看会话的事务隔离级别的。

查看语法：SELECT @@[SESSION | GLOBAL].TRANSACTION_ISOLATION;

设置语法：SELECT [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL { READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE };

演示读提交操作

//客户但A————————————————————————————————————————————————————————
//设置会话隔离级别为读提交
mysql> set session transaction isolation level read committed;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)//开启事务
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)//插入与提交事务
mysql> insert into account values(1, '张三', 100), (2, '李四', 200);
Query OK, 2 rows affected (0.00 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)//客户但B————————————————————————————————————————————————————————
//设置会话隔离级别为读提交
mysql> set session transaction isolation level read committed;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)//开启事务
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)//在客户端A提交之前查看表数据
mysql> select * from account;
Empty set (0.00 sec)//在客户端A提交之后查看表数据
mysql> select * from account;
+----+--------+--------+
| id | name   | blance |
+----+--------+--------+
|  1 | 张三   | 100.00 |
|  2 | 李四   | 200.00 |
+----+--------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)//提交数据
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

        该操作，客户端B在事务期间，两次查看表数据的数据不一样，这就是不可重复读。

演示可重复读操作

//客户但A————————————————————————————————————————————————————————
//设置会话隔离级别为可重复读
mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)//开启事务，插入数据，提交事务
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into account values(3, '王五', 300);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)//客户但B————————————————————————————————————————————————————————
//设置会话隔离级别为可重复读
mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)//开启事务
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
//客户端A提交之前
mysql> select * from account;
+----+--------+--------+
| id | name   | blance |
+----+--------+--------+
|  1 | 张三   | 100.00 |
|  2 | 李四   | 200.00 |
+----+--------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)//客户端A提交之后
mysql> select * from account;
+----+--------+--------+
| id | name   | blance |
+----+--------+--------+
|  1 | 张三   | 100.00 |
|  2 | 李四   | 200.00 |
+----+--------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)//提交事务
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)//自己提交事务之后查看表数据
mysql> select * from account;
+----+--------+--------+
| id | name   | blance |
+----+--------+--------+
|  1 | 张三   | 100.00 |
|  2 | 李四   | 200.00 |
|  3 | 王五   | 300.00 |
+----+--------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)