五分鐘後,你將真正理解MySQL事務隔離級別!

来源:https://www.cnblogs.com/heihaozi/archive/2020/02/12/12215043.html

只需要五分鐘,你就可以瞭解到事務及其ACID特性,並且真正地理解MySQL事務隔離級別:未提交讀、提交讀、可重覆讀、可串列化,還有什麼是臟讀、不可重覆讀、幻讀。 ...


什麼是事務?

事務是一組原子性的SQL操作,所有操作必須全部成功完成,如果其中有任何一個操作因為崩潰或其他原因無法執行,那麼所有的操作都不會被執行。也就是說,事務內的操作,要麼全部執行成功,要麼全部執行失敗。

事務的結束有兩種,當事務中的所有操作全部成功執行時,事務提交。如果其中一個操作失敗,將發生回滾操作,撤消之前到事務開始時的所有操作。

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事務的特性

一個運行良好的事務處理系統,還需要具備四個特性:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔離性(Isolation)和持續性(Durability)。這四個特性簡稱為ACID特性。

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原子性(Atomicity)

一個事務必須被視為一個不可分割的最小邏輯工作單元,整個事務中的所有操作要麼全部提交成功,要麼全部失敗回滾。對於一個事務來說,不可能只執行其中的一部分操作,而不執行其中的另外一部分操作,這就是事務的原子性。

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一致性(Consistency)

事務執行的結果必須是從一個一致性的狀態轉換到另外一個一致性的狀態。當資料庫只包含成功事務提交的結果時,就說資料庫處於一致性狀態。如果事務因為崩潰或其他原因尚未完成,被迫中斷最終事務沒有提交,那麼事務中所做的修改也不會保存到資料庫中。

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隔離性(Isolation)

通常來說,一個事務的執行不能其它事務干擾。也就是說,一個事務內部的操作及使用的數據對其它併發事務是隔離的,併發執行的各個事務之間不能互相干擾。後面我們將要講解隔離級別(Isolation Level)的時候,會發現為什麼我們要說“通常來說”是隔離的。

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持續性(Durability)

事務一旦提交,它對資料庫中的數據的修改就應該是永久性的。此時即使系統崩潰,修改的數據也不會丟失。不過,實際上持久性也分很多不同的級別,有些持久性策略能夠提供非常強的安全保障,而有些則未必。

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事務隔離級別

在SQL標準中定義了四種隔離級別,每一種級別都定義了一個事務所做的修改,在另外一個事務內和事務間,哪些是可見的,哪些是不可見的。低級別的隔離級一般支持更高的併發處理,並擁有更低的系統開銷。

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未提交讀(Read Uncommitted)

未提交讀級別中,事務中的修改即使沒有提交,對其他事務也是可見的。讀取到了事務沒有提交的數據,就被成為臟讀(Dirty Read)。事務沒有提交的數據是很“臟”的,被讀取到會引起很多問題。從性能角度上看,未提交讀級別不會比其他級別好很多,但缺乏其他級別的好處,所以在實際應用中很少被用到。

為加上深對未提交讀級別的理解,讓我們看一個臟讀的例子,首先設置事務隔離級別為未提交讀

mysql> set session transaction isolation level read uncommitted;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

再檢驗一下事務隔離級別:

mysql> select @@tx_isolation;
+------------------+
| @@tx_isolation   |
+------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

左右分別為兩個用戶,左邊是用戶A,右邊是用戶B,時間線從上至下:

#用戶A:查詢user表,有一條OneMoreStudy的記錄      
mysql> select * from user;                       
+----+--------------+                            
| id | name         |                            
+----+--------------+                            
|  1 | OneMoreStudy |                            
+----+--------------+                            
1 row in set (0.00 sec)                          
                                                 
                                                             #用戶B:開始事務
                                                             mysql> start transaction;
                                                             Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
                                                             
                                                             #用戶B:更新user表的一條記錄
                                                             mysql> update user set name = 'OMS' where id = 1;
                                                             Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
                                                             Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
                                                 
#用戶A:查詢user表,有一條OMS的記錄,臟讀            
mysql> select * from user;                       
+----+------+                                    
| id | name |                                    
+----+------+                                    
|  1 | OMS  |                                    
+----+------+                                    
1 row in set (0.00 sec)                          
                                                 
                                                             #用戶B:提交事務
                                                             mysql> commit;
                                                             Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

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提交讀(Read Committed)

提交讀級別中,一個事務開始時,只能查詢到其他的事務已經提交的修改。也就是說,一個事務從開始到提交之前,任何的修改對其他的事務都是不可見的。提交讀級別基本滿足了事務的隔離性。

不過,在同一事務中兩次查詢之間,有其他事務的修改被提交,那麼兩次查詢到結果可能不相同,這就是不可重覆讀

為了更好的理解不可重覆讀,讓我們看一個例子,首先設置事務隔離級別為提交讀

mysql> set session transaction isolation level read committed;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

再檢驗一下事務隔離級別:

mysql> select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| READ-COMMITTED |
+----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

左右分別為兩個用戶,左邊是用戶A,右邊是用戶B,時間線從上至下:

#用戶A:開始事務
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

#用戶A:查詢user表,有一條OneMoreStudy的記錄
mysql> select * from user;
+----+--------------+
| id | name         |
+----+--------------+
|  1 | OneMoreStudy |
+----+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

                                                        #用戶B:更新user表的一條記錄
                                                        mysql> update user set name = 'OMS' where id = 1;
                                                        Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
                                                        Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

#用戶A:查詢user表,有一條OMS的記錄,不可重覆讀
mysql> select * from user;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  1 | OMS  |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

#用戶A:提交事務
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

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可重覆讀(Repeatable Read)

可重覆讀級別中,保證了在同一個事務中多次讀取同樣記錄的結果是一致的。即使多次讀取之間有其他事務對其結果做了修改,同一個事務中多次讀取的結果也是一致的。可重覆讀級別也是MySQL的預設事務隔離級別。

不過,當一個事務在讀過某個範圍內的記錄時,其他事務又在這個範圍內插入了新的記錄,當之前的事務再一次讀取這個範圍的記錄時,不會讀取到新插入的那條記錄,這被稱為幻讀

為了更好的理解幻讀,讓我們看一個例子,首先把事務隔離級別設置為可重覆讀

mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

再檢驗一下事務隔離級別:

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

左右分別為兩個用戶,左邊是用戶A,右邊是用戶B,時間線從上至下:

#用戶A:開始事務
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

#用戶A:查詢user表,有一條記錄
mysql> select * from user;
+----+--------------+
| id | name         |
+----+--------------+
|  1 | OneMoreStudy |
+----+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

                                                            #用戶B:插入一條數據
                                                            mysql> insert into user (name) value ('OneMoreStudy');
                                                            Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

#用戶A:查詢user表,還是一條記錄,幻讀
mysql> select * from user;
+----+--------------+
| id | name         |
+----+--------------+
|  1 | OneMoreStudy |
+----+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

#用戶A:提交事務
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

#用戶A:查詢user表,兩條記錄
mysql> select * from user;
+----+--------------+
| id | name         |
+----+--------------+
|  1 | OneMoreStudy |
|  2 | OneMoreStudy |
+----+--------------+
2 rows in set (0.00 sec)

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可串列化(Serializable)

可串列化級別中,強制事務串列執行,是最高的隔離級別。在這個級別中,雖然避免了上面提到的幻讀,但是會在讀取的每一行上加鎖,可能導致大量的超時和鎖競爭問題,所以在實際應用中很少被用到。除非,非常需要確保數據一致性並且不要求高併發,可以採用可串列化級別。

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總結

本文首先簡單介紹了事務及其ACID特性,然後著重講解了事務的四種隔離級別:

  1. 未提交讀:事務中的修改即使沒有提交,對其他事務也是可見的。
  2. 提交讀:事務開始時,只能查詢到其他的事務已經提交的修改。
  3. 可重覆讀:保證在同一個事務中多次讀取同樣記錄的結果是一致的。
  4. 可串列化:強制事務串列執行。
隔離級別 臟讀 不可重覆讀 幻讀
未提交讀 可能 可能 可能
提交讀 不可能 可能 可能
可重覆讀 不可能 不可能 可能
可串列化 不可能 不可能 不可能

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