四個(gè)案例看懂 MySQL 事務(wù)隔離級(jí)別
大家好，我是躍哥。最近躍哥潛心學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)庫(kù)，并且在下項(xiàng)目中修復(fù)了很多關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化的東西，長(zhǎng)進(jìn)很大。今天，躍哥和大家一起聊聊事務(wù)隔離級(jí)別。
很多小伙伴對(duì) MySQL 的隔離級(jí)別一直心存疑惑，其實(shí)這個(gè)問題一點(diǎn)都不難，關(guān)鍵看怎么講！單純的看理論，絕對(duì)讓你暈頭轉(zhuǎn)向，但是，如果我們通過幾個(gè)實(shí)際的 SQL 來演示一些，大家就會(huì)發(fā)現(xiàn)這玩意原來這么簡(jiǎn)單！
今天松哥想通過幾個(gè)簡(jiǎn)單的案例，來和大家演示一下 MySQL 中的事務(wù)隔離級(jí)別問題。
1. 理論
MySQL 中事務(wù)的隔離級(jí)別一共分為四種，分別如下：
序列化（SERIALIZABLE） 可重復(fù)讀（REPEATABLE READ） 提交讀（READ COMMITTED） 未提交讀（READ UNCOMMITTED）
四種不同的隔離級(jí)別含義分別如下：
SERIALIZABLE
?如果隔離級(jí)別為序列化，則用戶之間通過一個(gè)接一個(gè)順序地執(zhí)行當(dāng)前的事務(wù)，這種隔離級(jí)別提供了事務(wù)之間最大限度的隔離。
REPEATABLE READ
?在可重復(fù)讀在這一隔離級(jí)別上，事務(wù)不會(huì)被看成是一個(gè)序列。不過，當(dāng)前正在執(zhí)行事務(wù)的變化仍然不能被外部看到，也就是說，如果用戶在另外一個(gè)事務(wù)中執(zhí)行同條 SELECT 語句數(shù)次，結(jié)果總是相同的。（因?yàn)檎趫?zhí)行的事務(wù)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)變化不能被外部看到）。
READ COMMITTED
?READ COMMITTED 隔離級(jí)別的安全性比 REPEATABLE READ 隔離級(jí)別的安全性要差。處于 READ COMMITTED 級(jí)別的事務(wù)可以看到其他事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)的修改。也就是說，在事務(wù)處理期間，如果其他事務(wù)修改了相應(yīng)的表，那么同一個(gè)事務(wù)的多個(gè) SELECT 語句可能返回不同的結(jié)果。
READ UNCOMMITTED
?READ UNCOMMITTED 提供了事務(wù)之間最小限度的隔離。除了容易產(chǎn)生虛幻的讀操作和不能重復(fù)的讀操作外，處于這個(gè)隔離級(jí)的事務(wù)可以讀到其他事務(wù)還沒有提交的數(shù)據(jù)，如果這個(gè)事務(wù)使用其他事務(wù)不提交的變化作為計(jì)算的基礎(chǔ)，然后那些未提交的變化被它們的父事務(wù)撤銷，這就導(dǎo)致了大量的數(shù)據(jù)變化。
在 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)種，默認(rèn)的事務(wù)隔離級(jí)別是 REPEATABLE READ
2. SQL 實(shí)踐
接下來通過幾條簡(jiǎn)單的 SQL 向讀者驗(yàn)證上面的理論。
2.1 查看隔離級(jí)別
通過如下 SQL 可以查看數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例默認(rèn)的全局隔離級(jí)別和當(dāng)前 session 的隔離級(jí)別：
MySQL8 之前使用如下命令查看 MySQL 隔離級(jí)別：
SELECT @@GLOBAL.tx_isolation, @@tx_isolation;
查詢結(jié)果如圖：
可以看到，默認(rèn)的隔離級(jí)別為 REPEATABLE-READ，全局隔離級(jí)別和當(dāng)前會(huì)話隔離級(jí)別皆是如此。
MySQL8 開始，通過如下命令查看 MySQL 默認(rèn)隔離級(jí)別：
SELECT @@GLOBAL.transaction_isolation, @@transaction_isolation;
就是關(guān)鍵字變了，其他都一樣。
通過如下命令可以修改隔離級(jí)別（建議開發(fā)者在修改時(shí)修改當(dāng)前 session 隔離級(jí)別即可，不用修改全局的隔離級(jí)別）：
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED
上面這條 SQL 表示將當(dāng)前 session 的數(shù)據(jù)庫(kù)隔離級(jí)別設(shè)置為 READ UNCOMMITTED，設(shè)置成功后，再次查詢隔離級(jí)別，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前 session 的隔離級(jí)別已經(jīng)變了，如圖1-2：
注意，如果只是修改了當(dāng)前 session 的隔離級(jí)別，則換一個(gè) session 之后，隔離級(jí)別又會(huì)恢復(fù)到默認(rèn)的隔離級(jí)別，所以我們測(cè)試時(shí)，修改當(dāng)前 session 的隔離級(jí)別即可。
2.2 READ UNCOMMITTED
2.2.1 準(zhǔn)備測(cè)試數(shù)據(jù)
READ UNCOMMITTED 是最低隔離級(jí)別，這種隔離級(jí)別中存在臟讀、不可重復(fù)讀以及幻象讀問題，所以這里我們先來看這個(gè)隔離級(jí)別，借此大家可以搞懂這三個(gè)問題到底是怎么回事。
下面分別予以介紹。
首先創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的表，預(yù)設(shè)兩條數(shù)據(jù)，如下：
表的數(shù)據(jù)很簡(jiǎn)單，有 javaboy 和 itboyhub 兩個(gè)用戶，兩個(gè)人的賬戶各有 1000 人民幣。現(xiàn)在模擬這兩個(gè)用戶之間的一個(gè)轉(zhuǎn)賬操作。
注意，如果讀者使用的是 Navicat 的話，不同的查詢窗口就對(duì)應(yīng)了不同的 session，如果讀者使用了 SQLyog 的話，不同查詢窗口對(duì)應(yīng)同一個(gè) session，因此如果使用 SQLyog，需要讀者再開啟一個(gè)新的連接，在新的連接中進(jìn)行查詢操作。
2.2.2 臟讀
一個(gè)事務(wù)讀到另外一個(gè)事務(wù)還沒有提交的數(shù)據(jù)，稱之為臟讀。具體操作如下：
首先打開兩個(gè)SQL操作窗口，假設(shè)分別為 A 和 B，在 A 窗口中輸入如下幾條 SQL （輸入完成后不用執(zhí)行）：
START TRANSACTION;
UPDATE account set balance=balance+100 where name='javaboy';
UPDATE account set balance=balance-100 where name='itboyhub';
COMMIT;
在 B 窗口執(zhí)行如下 SQL，修改默認(rèn)的事務(wù)隔離級(jí)別為 READ UNCOMMITTED，如下：
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED
接下來在 B 窗口中輸入如下 SQL，輸入完成后，首先執(zhí)行第一行開啟事務(wù)（注意只需要執(zhí)行一行即可）：
START TRANSACTION;
SELECT * from account;
COMMIT;
接下來執(zhí)行 A 窗口中的前兩條 SQL，即開啟事務(wù)，給 javaboy 這個(gè)賬戶添加 100 元。
進(jìn)入到 B 窗口，執(zhí)行 B 窗口的第二條查詢 SQL（SELECT * from user;），結(jié)果如下：
可以看到，A 窗口中的事務(wù)，雖然還未提交，但是 B 窗口中已經(jīng)可以查詢到數(shù)據(jù)的相關(guān)變化了。
這就是臟讀問題。
2.2.3 不可重復(fù)讀
不可重復(fù)讀是指一個(gè)事務(wù)先后讀取同一條記錄，但兩次讀取的數(shù)據(jù)不同，稱之為不可重復(fù)讀。具體操作步驟如下（操作之前先將兩個(gè)賬戶的錢都恢復(fù)為1000）：
首先打開兩個(gè)查詢窗口 A 和 B ，并且將 B 的數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)隔離級(jí)別設(shè)置為 READ UNCOMMITTED。具體 SQL 參考上文，這里不贅述。
在 B 窗口中輸入如下 SQL，然后只執(zhí)行前兩條 SQL 開啟事務(wù)并查詢 javaboy 的賬戶：
START TRANSACTION;
SELECT * from account where name='javaboy';
COMMIT;
前兩條 SQL 執(zhí)行結(jié)果如下：
在 A 窗口中執(zhí)行如下 SQL，給 javaboy 這個(gè)賬戶添加 100 塊錢，如下：
START TRANSACTION;
UPDATE account set balance=balance+100 where name='javaboy';
COMMIT;
4.再次回到 B 窗口，執(zhí)行 B 窗口的第二條 SQL 查看 javaboy 的賬戶，結(jié)果如下：
javaboy 的賬戶已經(jīng)發(fā)生了變化，即前后兩次查看 javaboy 賬戶，結(jié)果不一致，這就是不可重復(fù)讀。
和臟讀的區(qū)別在于，臟讀是看到了其他事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)，而不可重復(fù)讀是看到了其他事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)（由于當(dāng)前 SQL 也是在事務(wù)中，因此有可能并不想看到其他事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)）。
2.2.4 幻象讀
幻象讀和不可重復(fù)讀非常像，看名字就是產(chǎn)生幻覺了。
我舉一個(gè)簡(jiǎn)單例子。
在 A 窗口中輸入如下 SQL：
START TRANSACTION;
insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);
COMMIT;
然后在 B 窗口輸入如下 SQL：
START TRANSACTION;
SELECT * from account;
delete from account where name='zhangsan';
COMMIT;
我們執(zhí)行步驟如下：
首先執(zhí)行 B 窗口的前兩行，開啟一個(gè)事務(wù)，同時(shí)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，此時(shí)查詢到的數(shù)據(jù)只有 javaboy 和 itboyhub。 執(zhí)行 A 窗口的前兩行，向數(shù)據(jù)庫(kù)中添加一個(gè)名為 zhangsan 的用戶，注意不用提交事務(wù)。 執(zhí)行 B 窗口的第二行，由于臟讀問題，此時(shí)可以查詢到 zhangsan 這個(gè)用戶。 執(zhí)行 B 窗口的第三行，去刪除 name 為 zhangsan 的記錄，這個(gè)時(shí)候刪除就會(huì)出問題，雖然在 B 窗口中可以查詢到 zhangsan，但是這條記錄還沒有提交，是因?yàn)榕K讀的原因才看到了，所以是沒法刪除的。此時(shí)就產(chǎn)生了幻覺，明明有個(gè) zhangsan，卻無法刪除。
這就是幻讀。
看了上面的案例，大家應(yīng)該明白了臟讀、不可重復(fù)讀以及幻讀各自是什么含義了。
2.3 READ COMMITTED
和 READ UNCOMMITTED 相比，READ COMMITTED 主要解決了臟讀的問題，對(duì)于不可重復(fù)讀和幻象讀則未解決。
將事務(wù)的隔離級(jí)別改為 READ COMMITTED 之后，重復(fù)上面關(guān)于臟讀案例的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)不存在臟讀問題了；重復(fù)上面關(guān)于不可重復(fù)讀案例的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)不可重復(fù)讀問題依然存在。
上面那個(gè)案例不適用于幻讀的測(cè)試，我們換一個(gè)幻讀的測(cè)試案例。
還是兩個(gè)窗口 A 和 B，將 B 窗口的隔離級(jí)別改為 READ COMMITTED，
然后在 A 窗口輸入如下測(cè)試 SQL：
START TRANSACTION;
insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);
COMMIT;
在 B 窗口輸入如下測(cè)試 SQL：
START TRANSACTION;
SELECT * from account;
insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);
COMMIT;
測(cè)試方式如下：
首先執(zhí)行 B 窗口的前兩行 SQL，開啟事務(wù)并查詢數(shù)據(jù)，此時(shí)查到的只有 javaboy 和 itboyhub 兩個(gè)用戶。 執(zhí)行 A 窗口的前兩行 SQL，插入一條記錄，但是并不提交事務(wù)。 執(zhí)行 B 窗口的第二行 SQL，由于現(xiàn)在已經(jīng)沒有了臟讀問題，所以此時(shí)查不到 A 窗口中添加的數(shù)據(jù)。 執(zhí)行 B 窗口的第三行 SQL，由于 name 字段唯一，因此這里會(huì)無法插入。此時(shí)就產(chǎn)生幻覺了，明明沒有 zhangsan 這個(gè)用戶，卻無法插入 zhangsan。
2.4 REPEATABLE READ
和 READ COMMITTED 相比，REPEATABLE READ 進(jìn)一步解決了不可重復(fù)讀的問題，但是幻象讀則未解決。
REPEATABLE READ 中關(guān)于幻讀的測(cè)試和上一小節(jié)基本一致，不同的是第二步中執(zhí)行完插入 SQL 后記得提交事務(wù)。
由于 REPEATABLE READ 已經(jīng)解決了不可重復(fù)讀，因此第二步即使提交了事務(wù)，第三步也查不到已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，第四步繼續(xù)插入就會(huì)出錯(cuò)。
注意，REPEATABLE READ 也是 InnoDB 引擎的默認(rèn)數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)隔離級(jí)別
2.5 SERIALIZABLE
SERIALIZABLE 提供了事務(wù)之間最大限度的隔離，在這種隔離級(jí)別中，事務(wù)一個(gè)接一個(gè)順序的執(zhí)行，不會(huì)發(fā)生臟讀、不可重復(fù)讀以及幻象讀問題，最安全。
如果設(shè)置當(dāng)前事務(wù)隔離級(jí)別為 SERIALIZABLE，那么此時(shí)開啟其他事務(wù)時(shí)，就會(huì)阻塞，必須等當(dāng)前事務(wù)提交了，其他事務(wù)才能開啟成功，因此前面的臟讀、不可重復(fù)讀以及幻象讀問題這里都不會(huì)發(fā)生。
3. 總結(jié)
總的來說，隔離級(jí)別和臟讀、不可重復(fù)讀以及幻象讀的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：
性能關(guān)系如圖：
好了，這篇文章就和小伙伴們先說這么多，大家不妨寫幾行 SQL 試一試。
