事务隔离级别是怎么实现的？
目录
- 一、ACID原则
- 二、并发问题
- 三、如何解决并发问题？—— 通过事务隔离级别
- 四、核心实现：MVCC + Read View
一、ACID原则
1、Atomicity （原子性）
执行一个事务中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成。
2、Consistency（一致性）
事务操作前和操作后，数据满足完整性约束，数据库保持一致性状态。
3、Isolation（隔离性）
在多个并发事务同时对其数据进行读写和修改的时候，防止交叉执行而导致数据的不一致，会给每一个并发事务一个完整的数据空间不被干扰。
4、Durability（持久性）
事务处理结束后，对数据的修改就是永久的，系统故障也不会丢失。
二、并发问题
当两个事务尝试更新相同的数据并且没有上锁时,就会发生这种情清况：较晚提交的事务会覆盖较早事务做的更改。并发问题有以下几种：
1、 dirty reads(脏读)
事务A改完，事务B基于此执行后，即使事务A撤销更改，事务B还是读取的是修改后的数据这一过程。
解决方法：READ COMMITTED（读已提交）及以上的事务隔绝，只要事务不能读取未提交的数据。
2、 Non-repeating reads（不可重复读）
在 同一个事务内，多次读取同一行数据，但由于 其他事务对该数据进行了修改并提交，导致 每次读取的结果不一致。----同一事务内多次读取同一数据，结果因其他事务的修改而不同。
解决方法：REPEATABLE READ（可重复读）及以上的隔离级别，保证在事务内多次读取同一数据是一致的
3、Phantom Read（ 幻读）
在同一个事务中，多次执行相同的查询语句，由于 其他事务插入或删除了符合查询条件的记录并提交，导致每次查询出的记录数不一样，就像发生了“幻觉”。
----其他事务插入了新的符合你查询条件的数据，导致你“以为”你处理了所有数据，但实际上并没有。
三、如何解决并发问题？—— 通过事务隔离级别
事务隔离级别有以下四种：
1、Read Uncommitted（读未提交）
2、READ COMMITTED（读已提交）
一个事务只能读到其他事务已提交的数据，解决了脏读，但仍有不可重复读和幻读
3、REPEATABLE READ（可重复读）
保证多次读取同一数据一致，解决了脏读和不可重复读；
MySQL 在此级别通过 MVCC + Next-Key Locking 也有效控制了幻读
4、SERIALIZABLE（串行化）
最高隔离级别，它可以强制事务串行执行，完全避免并发问题，但性能最差。
四、核心实现：MVCC + Read View
1、什么是 MVCC？
多版本并发控制（Multi-Version Concurrency Control） 。
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它的核心是：保存数据的多个历史版本，通过版本来判断哪些数据对当前事务可见，从而实现不加锁的并发读写。
-
每条记录的隐藏字段：
trx_id：最后修改这条记录的事务 ID。roll_pointer：指向 Undo Log 中的历史版本。
通过undo log保存历史版本形成版本链。
通过read view判断哪个版本是可见的。
2、什么是 Read View？
读视图，可以理解为一个 “快照”，它在事务执行时创建，里面记录了四个字段：
creator_trx_id：创建这个 Read View 的事务 ID。m_ids：创建 Read View 时，所有活跃且未提交的事务 ID 列表。min_trx_id：m_ids中最小的事务 ID。max_trx_id：创建 Read View 时，数据库下一个要分配的事务 ID。
3、可见性判断规则
当一个事务要读取某条记录时，会用记录的 trx_id 和 Read View 进行比较：
-
如果
trx_id < min_trx_id：这条记录在 Read View 创建前就已提交，可见。 -
如果
trx_id > max_trx_id：这条记录是在 Read View 创建后才生成的，不可见。 -
如果
min_trx_id ≤ trx_id ≤ max_trx_id:- 如果
trx_id在m_ids里：说明是活跃事务，不可见。 - 如果
trx_id不在m_ids里：说明已提交，可见。
- 如果
4、不同隔离级别下 Read View 的创建时机
- 读已提交（RC） ：每次查询时，都会重新创建一个 Read View。所以每次查询都能看到其他事务最新提交的数据。
- 可重复读（RR） ：事务中第一次查询时，创建一个 Read View，整个事务期间都复用它。所以整个事务看到的数据都是一致的，解决了不可重复读。
