解析MySQL事務隔離級別

事務隔離是分散式系統對一致性保證的重要機制，是保證ACID的重要基礎設施。 MySQL InnoDB事務隔離級別官方說明 中對MySQL的事務隔離機制有詳細介紹。

結合示例，本文對 事務隔離級別 相關術語進行解析。

MySQL四類事務隔離級別

事務隔離級別從高到低為：

• READ UNCOMMITTED ：未提交讀
  • 讀取未提交內容，所有事務可看到其他未提交事務的結果，很少實際使用
  • 讀取未提交的資料稱為髒讀（Dirty Read）
• READ COMMITTED ：提交讀
  • 多數資料庫的預設隔離級別（MySQL預設不是，預設為REPEATABLE-READ）
  • 滿足隔離的簡單定義： 一個事務只能看到已提交事務所做的改變
  • 這種隔離級別，支援所謂的不可重讀（Non-repeatable Read），同一事務的其他例項在該例項過程中可能有新commit，所以同一個select可能返回不同結果（ 同一個事務如何做到其他例項？ ）
• REPEATABLE READ ：重複讀
  • 可重複讀(MySQL預設事務隔離)，但可能出現幻讀(Phantom Read)
  • 幻讀(Phantom Read) ：當用戶讀取某範圍資料行時，另一事務在此範圍內 插入新行 ，當用戶再次讀取此範圍資料行時，讀取到新的幻影行
  • InnoDB通過多版本併發控制MVCC機制解決該問題
• SERIALIZABLE ：序列化
  • 最高隔離級別，強制事務排序（序列化），不會互相沖突
  • 每個讀資料航增加共享鎖
  • 此級別，可能導致大量超時現象和鎖競爭

按事務隔離級別來說，級別越低資料一致性保障效果越差，而併發能力則越強。（一致性VS併發性是天然矛盾體）

髒讀、不可重複讀、幻讀

上述四種隔離級別採用不同的鎖實現，對應級別下可能發生問題：

• 髒讀（Dirty Read） ：某事務已更新一份資料，而另一個事務此時讀取了同一份資料，某些原因前一個更新做了回滾Rollback操作，則後一個事務資料是不正確的（讀到了髒的資料）
• 不可重複讀（Non-repeatable read） ：在 一個事務的兩次查詢 中資料不一致，可能是兩次查詢過程中另一個事務更新了資料。
• 幻讀（Phantom Read） ：一個事務的兩次查詢中資料不一致。例如一個事務查詢資料，而另一個事務卻插入新的資料，先前事務的查詢中，發現一些資料是之前查詢中沒有的

注意：根據 ANSI SQL Standard 在可重複讀級別下允許出現幻讀，MySQL實現滿足標準，這不是Bug。但PostgreSQL在可重複讀時不會出現幻讀問題，這是不同引擎實現機制上的差異。

示例1：髒讀

-- 會話1
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read uncommitted; -- 設定會話隔離級別為 未提交讀
start transaction;
select * from xxx; -- 此時為空，事務未提交

-- 會話2
start transaction;
insert into xxx values(1); -- 未提交事務中，插入資料

-- 會話1
select * from xx; -- 讀取到會話2中未提交資料，這被稱為 髒讀

髒讀(Dirty Read) 是對一致性有要求的情況下無法接受的，所有 未提交讀 在實際應用場景中幾乎很少使用。

示例2：不可重複讀

-- 會話1中操作：
start transaction;
select * from xxx where id=1; -- 此時資料狀態為a
-- 注意此會話中開啟事務，未提交

-- 切換至會話2操作
update xxx set xxx=newValue where id=1; -- 更新資料至新的狀態b

-- 再次切換至會話1操作
select * from xxx where id=1;
-- 此時查詢出的資料狀態就有兩種選擇：新狀態b、老狀態a
-- 所謂的連續讀：同一個事務中的兩次讀操作，資料狀態保持一致

結論：

read committed
repeatable read

示例3：幻讀

-- 會話1
start transaction;
select * from xxx;
-- 此時查詢表為空，且事務未提交

-- 會話2
start transaction;
insert into xxx values(1); -- 新增一條記錄
commit;

-- 會話1
select * from xxx;
-- 此時查詢表仍為空，表示滿足[可重複讀]特性

update xxx set age=99 where id=1; -- 更新會話2中插入記錄(此時會話1並不可見)
Query OK, 1 row affected
Rows matched: 1Changed: 1Warnings: 0
-- 更新1條記錄，隱約感覺不安
select * from xxx;
-- 再次讀取時，竟然讀取到內容(前一次讀取時為空，2次讀取時讀取到內容)，出現`幻讀`
commit;

附錄：事務相關SQL命令

• 設定自動提交

  -- 取消autocommit
  set aucommit=0
  show variables like "%autocommit%";
  

• 檢視隔離級別

  -- 檢視隔離級別
  
  SELECT @@global.tx_isolation;
  SELECT @@session.tx_isolation;
  SELECT @@tx_isolation;
  -- 三個角度的隔離：全域性、會話、事務隔離
  
  show VARIABLES like "%iso%";
  
  +---------------+-----------------+
  | Variable_name | Value|
  +---------------+-----------------+
  | tx_isolation| REPEATABLE-READ |
  +---------------+-----------------+
  
  
  show global variables like '%iso%';
  +---------------+-----------------+
  | Variable_name | Value|
  +---------------+-----------------+
  | tx_isolation| REPEATABLE-READ |
  +---------------+-----------------+
  

• 設定事務隔離級別

  SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read uncommitted;
  SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read committed;
  SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL repeatable read;
  SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL serializable;
  

• 事務操作

-- 事務中一次讀操作
start transaction;
SELECT * FROM text.tx;
commit;
 
 -- 事務中回滾操作
start transaction;
SELECT * FROM text.tx;
update text.tx set num =10 where id = 1;
insert into text.tx(id,num) values(9,9);
rollback;
commit;

參考文獻

• Read Committed Vs Repeatable Reads in MySQL?
• 淘寶：MySQL · 原始碼分析 · InnoDB Repeatable Read隔離級別之大不同
• MySQL 四種事務隔離級的說明-提供不可重複讀、幻讀的具體例項