MySql事务隔离的特点与实现

Posted 2021-09-30 半生瓜丶

事务隔离的级别

mysql的事务隔离级别一共有四种情况。分别是：读未提交、读已提交、可重复读、串行化

• 读未提交：指的是一个事务可以读取到另一个未提交事务所做出的修改。
• 读已提交：指一个事务执行过程中可以读取另一个事务已提交的修改。
• 可重复读：指一个事务在启动的瞬间，事务所看到的数据保持不变。即使其它事务对数据有提交修改，对于可重复读隔离级别的事务也是不可见的。
• 串行化：指事务所读写的数据都需要通过悲观锁控制。采用读写锁的实现，当两个事务出现写冲突时，未获取锁的事务必须等待。

基于mvcc的事务隔离

mvcc全称为多版本并发控制（Multiversion concurrency control），应用于读提交和可重复读这两个隔离级别。所以下面讲解mvcc的实现就基于数据库是使用Innodb引擎的可重复读级别。
这个词语可以拆分为两个关键字，一个是多版本、一个是并发控制。那么通过引出两个问题，就可以初步的了解mvcc的控制下，用户事务能看到什么数据，怎么更新数据。

• 如何保存多个版本？
• 并发查询修改的时候，事务能看到哪个版本？

如何保存多个版本

首先，mysql中保存的数据，是只有一份的。但是通过undolog（回滚日志）的记录，能从当前数据计算出历史版本的数据。
那什么是undolog呢？undolog就是当某一行的数据发生变更时，数据库总会记录一份与当前操作的反向逻辑操作。如当前事务的操作把age=18+1，那么在事务提交的时候，就会在undolog记录这一行的回滚日志，大致是把age从19变为18。每个版本的记录都能被引擎轻易的找到。
但是仔细想想，undolog只记录了操作，那根据隔离级别的定义，哪个版本是当前事务可以读取的呢？所以undolog里面还记录了修改这条记录的事务id，而名称为：row trx_id。同时，事务id是严格递增的，不会出现重复。

并发查询修改的时候，事务能看到哪个版本

要解答这个问题，我们先来重复一遍可重复读得定义：一个事务在启动的瞬间，即使其它事务对数据有提交修改，事务所看到的数据保持不变。
这里的效果仿佛就是数据库引擎给我们创建的一个视图，后续的查询都在这个视图上进行，不受其它事务的影响。但是实际上，如果每个事务都创建一个视图，一个表上有几百m的数据，那事务一多起来数据库是必定崩溃的。
所以，这个的视图是逻辑上的视图，利用上面提到的undolog做多版本控制。在开启一个事务的时候，当前事务需要记录一次所有未提交的事务，并将它们用数组存储起来，同时确定最大值=max(事务id)+1与最小值=min(事务id)。
最小值的含义：小于这个值的事务是已经提交的。
最大值的含义：大于这个值的事务对于当前事务都是未开始的。
然后，当前事务查询一条数据时，当前的事务id会与这条记录的row trx_id作比较，如果这个row trx_id大于最小值怎么办？还记得之前的undolog吗，那就利用undolog做计算，计算出上一个版本的值，再与上个版本的row trx_id做比较，如果小于最小值，那就是可以看见的版本。
这样，每个事务都可以利用自己的事务id确定自己可以看见的数据，这就是逻辑上的视图。

事务隔离下的更新逻辑

从一个例子演示，可重复读事务隔离级别下是如何更新的。
有一个表：

id	k
1	1

下图中，有一个数据，最新的记录是由事务90提交的。按照时间线有如下操作：
1.然后事务B先开启，收集了当前未提交的事务id，形成逻辑视图。
2.事务C后开启，随后对k进行+1操作，当前版本k变为2，事务C提交。
3.事务B对k进行+1操作。
4.查询k的值。

问题：当前k的值是多少？
如果按照可重复读的隔离级别定义，这里事务B读到的k值应该为1才对。但是，这个理解是错误的，事务b查询到的k值应该为3。

• 为什么会这样？
  那就要引入当前读这个概念：可重复读隔离级别下，事务开启后的数据读到的值不变，但是事务更改数据的时候，是读取最新版本的数据用作更新的。所以，当事务B执行k+1操作的时候，会读取最新版本k=2然后再+1。

• 为什么需要当前读？
  我认为，如果事务B在更新的时候不读取最新版本的值，而是使用自身建立的视图，那么就会把已提交的事务C所做出的修改给覆盖，这样也就违反了事务的持久性原则。

• 如果两个事务同时写怎么办？
  当两个事务都对同一行进行修改时，那就需要用到写锁。先获取锁的事务可以进行修改，直到事务提交，另一个事务才能进行修改。

知识来源参考：https://time.geekbang.org/column/article/70562