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四个案例看懂 MySQL 事务隔离级别

@[toc] 很多小伙伴对 MySQL 的隔离级别一直心存疑惑,其实这个问题一点都不难,关键看怎么讲!单纯的看理论,绝对让你晕头转向,但是,如果我们通过几个实际的 SQL 来演示一些,大家就会发现这玩意原来这么简单!

今天松哥想通过几个简单的案例,来和大家演示一下 MySQL 中的事务隔离级别问题。

1. 理论

MySQL 中事务的隔离级别一共分为四种,分别如下:

  • 序列化(SERIALIZABLE)
  • 可重复读(REPEATABLE READ)
  • 提交读(READ COMMITTED)
  • 未提交读(READ UNCOMMITTED)

四种不同的隔离级别含义分别如下:

  1. SERIALIZABLE

如果隔离级别为序列化,则用户之间通过一个接一个顺序地执行当前的事务,这种隔离级别提供了事务之间最大限度的隔离。

  1. REPEATABLE READ

在可重复读在这一隔离级别上,事务不会被看成是一个序列。不过,当前正在执行事务的变化仍然不能被外部看到,也就是说,如果用户在另外一个事务中执行同条 SELECT 语句数次,结果总是相同的。(因为正在执行的事务所产生的数据变化不能被外部看到)。

  1. READ COMMITTED

READ COMMITTED 隔离级别的安全性比 REPEATABLE READ 隔离级别的安全性要差。处于 READ COMMITTED 级别的事务可以看到其他事务对数据的修改。也就是说,在事务处理期间,如果其他事务修改了相应的表,那么同一个事务的多个 SELECT 语句可能返回不同的结果。

  1. READ UNCOMMITTED

READ UNCOMMITTED 提供了事务之间最小限度的隔离。除了容易产生虚幻的读操作和不能重复的读操作外,处于这个隔离级的事务可以读到其他事务还没有提交的数据,如果这个事务使用其他事务不提交的变化作为计算的基础,然后那些未提交的变化被它们的父事务撤销,这就导致了大量的数据变化。

在 MySQL 数据库种,默认的事务隔离级别是 REPEATABLE READ

2. SQL 实践

接下来通过几条简单的 SQL 向读者验证上面的理论。

2.1 查看隔离级别

通过如下 SQL 可以查看数据库实例默认的全局隔离级别和当前 session 的隔离级别:

MySQL8 之前使用如下命令查看 MySQL 隔离级别:

SELECT @@GLOBAL.tx_isolation, @@tx_isolation;
复制代码

查询结果如图:

可以看到,默认的隔离级别为 REPEATABLE-READ,全局隔离级别和当前会话隔离级别皆是如此。

MySQL8 开始,通过如下命令查看 MySQL 默认隔离级别

SELECT @@GLOBAL.transaction_isolation, @@transaction_isolation;
复制代码

就是关键字变了,其他都一样。

通过如下命令可以修改隔离级别(建议开发者在修改时修改当前 session 隔离级别即可,不用修改全局的隔离级别):

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED
复制代码

上面这条 SQL 表示将当前 session 的数据库隔离级别设置为 READ UNCOMMITTED,设置成功后,再次查询隔离级别,发现当前 session 的隔离级别已经变了,如图1-2:

注意,如果只是修改了当前 session 的隔离级别,则换一个 session 之后,隔离级别又会恢复到默认的隔离级别,所以我们测试时,修改当前 session 的隔离级别即可。

2.2 READ UNCOMMITTED

2.2.1 准备测试数据

READ UNCOMMITTED 是最低隔离级别,这种隔离级别中存在脏读、不可重复读以及幻象读问题,所以这里我们先来看这个隔离级别,借此大家可以搞懂这三个问题到底是怎么回事。

下面分别予以介绍。

首先创建一个简单的表,预设两条数据,如下:

表的数据很简单,有 javaboy 和 itboyhub 两个用户,两个人的账户各有 1000 人民币。现在模拟这两个用户之间的一个转账操作。

注意,如果读者使用的是 Navicat 的话,不同的查询窗口就对应了不同的 session,如果读者使用了 SQLyog 的话,不同查询窗口对应同一个 session,因此如果使用 SQLyog,需要读者再开启一个新的连接,在新的连接中进行查询操作。

2.2.2 脏读

一个事务读到另外一个事务还没有提交的数据,称之为脏读。具体操作如下:

  1. 首先打开两个SQL操作窗口,假设分别为 A 和 B,在 A 窗口中输入如下几条 SQL (输入完成后不用执行):
START TRANSACTION;
UPDATE account set balance=balance+100 where name='javaboy';
UPDATE account set balance=balance-100 where name='itboyhub';
COMMIT;
复制代码
  1. 在 B 窗口执行如下 SQL,修改默认的事务隔离级别为 READ UNCOMMITTED,如下:
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED
复制代码
  1. 接下来在 B 窗口中输入如下 SQL,输入完成后,首先执行第一行开启事务(注意只需要执行一行即可):
START TRANSACTION;
SELECT * from account;
COMMIT;
复制代码
  1. 接下来执行 A 窗口中的前两条 SQL,即开启事务,给 javaboy 这个账户添加 100 元。

  2. 进入到 B 窗口,执行 B 窗口的第二条查询 SQL(SELECT * from user;),结果如下:

可以看到,A 窗口中的事务,虽然还未提交,但是 B 窗口中已经可以查询到数据的相关变化了。

这就是脏读问题。

2.2.3 不可重复读

不可重复读是指一个事务先后读取同一条记录,但两次读取的数据不同,称之为不可重复读。具体操作步骤如下(操作之前先将两个账户的钱都恢复为1000):

  1. 首先打开两个查询窗口 A 和 B ,并且将 B 的数据库事务隔离级别设置为 READ UNCOMMITTED。具体 SQL 参考上文,这里不赘述。

  2. 在 B 窗口中输入如下 SQL,然后只执行前两条 SQL 开启事务并查询 javaboy 的账户:

START TRANSACTION;
SELECT * from account where name='javaboy';
COMMIT;
复制代码

前两条 SQL 执行结果如下:

  1. 在 A 窗口中执行如下 SQL,给 javaboy 这个账户添加 100 块钱,如下:
START TRANSACTION;
UPDATE account set balance=balance+100 where name='javaboy';
COMMIT;
复制代码

4.再次回到 B 窗口,执行 B 窗口的第二条 SQL 查看 javaboy 的账户,结果如下:

javaboy 的账户已经发生了变化,即前后两次查看 javaboy 账户,结果不一致,这就是不可重复读

和脏读的区别在于,脏读是看到了其他事务未提交的数据,而不可重复读是看到了其他事务已经提交的数据(由于当前 SQL 也是在事务中,因此有可能并不想看到其他事务已经提交的数据)。

2.2.4 幻象读

幻象读和不可重复读非常像,看名字就是产生幻觉了。

我举一个简单例子。

在 A 窗口中输入如下 SQL:

START TRANSACTION;
insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);
COMMIT;
复制代码

然后在 B 窗口输入如下 SQL:

START TRANSACTION;
SELECT * from account;
delete from account where name='zhangsan';
COMMIT;
复制代码

我们执行步骤如下:

  1. 首先执行 B 窗口的前两行,开启一个事务,同时查询数据库中的数据,此时查询到的数据只有 javaboy 和 itboyhub。
  2. 执行 A 窗口的前两行,向数据库中添加一个名为 zhangsan 的用户,注意不用提交事务。
  3. 执行 B 窗口的第二行,由于脏读问题,此时可以查询到 zhangsan 这个用户。
  4. 执行 B 窗口的第三行,去删除 name 为 zhangsan 的记录,这个时候删除就会出问题,虽然在 B 窗口中可以查询到 zhangsan,但是这条记录还没有提交,是因为脏读的原因才看到了,所以是没法删除的。此时就产生了幻觉,明明有个 zhangsan,却无法删除。

这就是幻读

看了上面的案例,大家应该明白了脏读不可重复读以及幻读各自是什么含义了。

2.3 READ COMMITTED

和 READ UNCOMMITTED 相比,READ COMMITTED 主要解决了脏读的问题,对于不可重复读和幻象读则未解决。

将事务的隔离级别改为 READ COMMITTED 之后,重复上面关于脏读案例的测试,发现已经不存在脏读问题了;重复上面关于不可重复读案例的测试,发现不可重复读问题依然存在。

上面那个案例不适用于幻读的测试,我们换一个幻读的测试案例。

还是两个窗口 A 和 B,将 B 窗口的隔离级别改为 READ COMMITTED

然后在 A 窗口输入如下测试 SQL:

START TRANSACTION;
insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);
COMMIT;
复制代码

在 B 窗口输入如下测试 SQL:

START TRANSACTION;
SELECT * from account;
insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);
COMMIT;
复制代码

测试方式如下:

  1. 首先执行 B 窗口的前两行 SQL,开启事务并查询数据,此时查到的只有 javaboy 和 itboyhub 两个用户。
  2. 执行 A 窗口的前两行 SQL,插入一条记录,但是并不提交事务。
  3. 执行 B 窗口的第二行 SQL,由于现在已经没有了脏读问题,所以此时查不到 A 窗口中添加的数据。
  4. 执行 B 窗口的第三行 SQL,由于 name 字段唯一,因此这里会无法插入。此时就产生幻觉了,明明没有 zhangsan 这个用户,却无法插入 zhangsan。

2.4 REPEATABLE READ

和 READ COMMITTED 相比,REPEATABLE READ 进一步解决了不可重复读的问题,但是幻象读则未解决。

REPEATABLE READ 中关于幻读的测试和上一小节基本一致,不同的是第二步中执行完插入 SQL 后记得提交事务。

由于 REPEATABLE READ 已经解决了不可重复读,因此第二步即使提交了事务,第三步也查不到已经提交的数据,第四步继续插入就会出错。

注意,REPEATABLE READ 也是 InnoDB 引擎的默认数据库事务隔离级别

2.5 SERIALIZABLE

SERIALIZABLE 提供了事务之间最大限度的隔离,在这种隔离级别中,事务一个接一个顺序的执行,不会发生脏读、不可重复读以及幻象读问题,最安全。

如果设置当前事务隔离级别为 SERIALIZABLE,那么此时开启其他事务时,就会阻塞,必须等当前事务提交了,其他事务才能开启成功,因此前面的脏读、不可重复读以及幻象读问题这里都不会发生。

3. 总结

总的来说,隔离级别和脏读、不可重复读以及幻象读的对应关系如下:

隔离级别脏读不可重复读幻象读
READ UNCOMMITTED允许允许允许
READ COMMITED不允许允许允许
REPEATABLE READ不允许不允许允许
SERIALIZABLE不允许不允许不允许

性能关系如图:

好了,这篇文章就和小伙伴们先说这么多,大家不妨写几行 SQL 试一试。

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