从头开始搞懂 MySQL（03）事务隔离性

Posted 2022-11-29 一起来搬砖呀

1、什么是事务？

提到事务，我们肯定不陌生，和数据库打交道的时候，我们肯定会用到事物

经典案例就是转账，小孙要给小白转 100 块钱，现在小孙的卡里只有 100 块钱。转账过程具体到程序里会有一系列操作，查询余额、扣除 100、更新余额等，这些操作必须是一体的，不然在查询余额后，还没有扣除之前，借着这个时间差再查一次，然后再给另外一个朋友转账。这个时候就要用到事物这个概念了

事物就是要保证一组数据库操作，要么全部成功，要么全部失败，在 mysql 中，事物支持是在引擎层面实现的，并不是所有的引擎都支持事务，MyISAMy 引擎就不支持事务，我们常用的 InnoDB 支持事务，下面我们也会以 InnoDB 为例来加深我们对 MySQL 事务的理解

2、事务隔离性与隔离级别

提到事务，我们首先会想到事务的 ACID（Atomicty 原子性、 Consistency 一致性、 Isolation 隔离性、 Durability 持久性）

现在让我们来看看其中的 I，也就是隔离性

2.1 为什么要有隔离级别

数据库有多个事务同时执行的时候，就可能出现脏读（dirty read）、幻读（phantom read）、不可重复读（non-repeatable read）的问题，为了解决这些问题，就有了隔离级别的概念

2.2 事务隔离级别

SQL 标准的事务隔离级别包括 读未提交（read uncommitted）、读提交（read committed）、可重复读（repeatable read）、串行化（serializable）

• 读未提交：一个事务还没有提交时，它做的变更就能被别的事务看到
• 读提交：一个事务提交后，它做的变更才能被其他事务看到
• 可重复读：一个事务执行过程中看到的数据，总是跟这个事务启动时看到的数据是一致的，未提交变更对其他事务也是不可见的
• 串行化：对同一行记录，写会加写锁，读会加读锁，如果出现读写锁冲突，后访问的事务需要等待前一个事务执行完成后执行

2.3 不同隔离级别事务示例

首先有一张表 test，其中有一列 ID 的值为 1，按照下面时间顺序执行两个事务：

我们来看看在不同隔离级别下，事务 A 查询得到的值 V1、V2、V3 的返回值分别是什么

在实现上，使用 InnoDB 引擎数据库里面会创建视图，在 MVCC 中用到，在读提交和可重复读隔离级别下，SQL 访问的时候以视图的逻辑结果为准

读未提交

读未提交（read uncommitted）隔离级别下，会直接返回记录上的最新值，不会创建视图

事务 B 还未提交，但是结果已经被事务 A 看到了，所以 V1、V2、V3 的值都是 2

读提交

读提交（read committed）隔离级别下，视图在每个 SQL 执行的时候创建

V1 的值为 1，事务 B 提交之后事务 A 才看到，所以 V2、V3 的值为 2

可重复读

可重复读（repeatable read）隔离级别下，视图在事务启动的时候创建，事务存在期间都使用的同一张视图

事务在执行期间看到的值都是一致的，所以 V1、V2 的值都是 1，V3 的值为 2

串行化

串行化（serializable）隔离级别下，直接采用加锁的方式来防止并行访问

事务 B 在执行将值修改为 2 的时候，会被锁住，直到事务 A 提交后，事务 B 才能继续执行，所以 V1、V2 的值为 1，V3 的值为 2

配置事务隔离级别

查看当前数据库事务隔离级别 SQL 如下：

show variables like ‘transaction_isolation’;

2.4 事务隔离的原理

在 MySQL 中，每条记录在更新的时候都会在 undo log 里生成一条回滚操作，记录上的最新值，通过回滚操作，都可以得到前一个状态的值。

在 InnoDB 引擎中，每个事务都有自己唯一的事务 ID，transaction id，事务开始的时候向系统申请，每次事务更新都会有一个新的版本，每个版本有不同的事务 ID。如下图所示：

这是一条数据的多个版本，最新的版本是 V2，图中的 undo log 1 对应的就是回滚日志，里面的 transaction id 的值都是通过 undo log 计算出来的。

在可重复读的事务隔离级别中，每个事务启动的时候都只能看到已提交的事务，并且在事务执行过程中不能读取其他事务的更新操作。在 InnoDB 中，每个事务都有一组当前事务 ID 的快照，记录下来当前事务开启时，正在执行的事务 ID 的集合。

如果新增加一个事务，可能会出现以下几种情况：

• 数据版本在事务开始前就已经提交了，当前版本对新增事务是可见的
• 数据版本在事务开始后变更，当前版本对新增事务不可见
• 数据版本的 transaction id 在数组中，是正在执行的事务，不可见
• 数据版本的 transaction id 不在数组中，事务已提交，可见

2.5 MVCC 事务并发

2.5.1 快照读

查询创建的是版本小于等于当前事务的版本号，保证在读取之前记录存在，读取的是快照版本

2.5.2 当前读

• 插入将当前事务的版本号保存到行的创建版本号，读取的是当前最新版本

• 修改重新插入一行，用当前事务的版本号作为新的版本号，将原来记录行的删除版本号设置为当前事务版本号，读取当前最新版本

• 删除将当前事务的版本号保存到行的删除版本号，读取当前最新版本

2.5.3 MVCC 多事务并发操作

数据表 test 中有一个字段 num 值为 100

如果有多个事务并发，事务 A（事务ID = 1）、B（事务 ID = 2）、C（事务 ID = 3）

查询：

1. 事务 A（事务 ID = 1） 开始前，系统中只有已提交的事务，事务 A 查询字段 num
2. 系统中总共有三个事务，事务 B 做更新操作 num = num + 1
3. 事务 A 从可重复读的角度来看，事务 B 和事务 C 的版本 2、3 都不可见，所以查询结果 num = 100

更新：

1. 事务 B 先开启事务进行更新操作 num = num + 1，事务 ID 集合中不包含 事务 C
2. 事务 C 也进行更新操作 num = num + 1，并且在事务 B 之前进行提交
3. 事务 B 的执行过程中，有事务 C 的提交流程，如果事务 B 进行回滚的话不能直接按照 undo log 回滚为 100，因为更新时为当前读，也就是最新的数据，事务 C 先提交后，事务 B 读取的是更新后的最新的数据 101，所以最后获取 num 的值的话应该是 101 + 1 = 102。

3、事务启动方式

显示启动事务

使用 begin 或者 start transaction 启动，使用 commit 进行提交，使用 rollback 进行回滚

关闭自动提交

使用 set autocommit = 0 关闭事务的自动提交，需要主动执行 commit 提交事务或者 rollback 进行回滚

为了避免长事务，最好使用 set autocommit = 1 显示语句的方式来启动事务

长事务查询
查询时间超过 60 秒的事务：

SELECT * FROM information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(), trx_started)) > 60;