图文并茂-数据库常用的事务隔离级别都有哪些？都是什么原理？

Posted 2021-04-29 程序员创业记

什么是事务隔离？

任何支持事务的数据库，都必须具备四个特性，分别是：

1、原子性（Atomicity）

2、一致性（Consistency）

3、隔离性（Isolation）

4、持久性（Durability）

也就是我们常说的事务ACID，这样才能保证事务（（Transaction）中数据的正确性。

可以说 C（一致性）是目的，A（原子性）、I（隔离性）是手段，D（持久性）是保障。

本篇文章猪脚是隔离性。

而事务的隔离性就是指，多个并发的事务同时访问一个数据库时，一个事务不应该被另一个事务所干扰，每个并发的事务间要相互进行隔离。

如果没有事务隔离，会出现什么样的情况呢？

假设我们现在有这样一张表（T），里面记录了很多牛人的名字，我们不进行事务的隔离看看会发生什么呢？

第一天，事务A访问了数据库，它干了一件事情，往数据库里加上了新来的牛人的名字，但是没有提交事务。

insert into T values (4, '牛D');

这时，来了另一个事务B，他要查询所有牛人的名字。

select Name from T;

这时，如果没有事务之间没有有效隔离，那么事务B返回的结果中就会出现“牛D”的名字。

这就是“脏读（dirty read）”。

第二天，事务A访问了数据库，他要查看ID是1的牛人的名字，于是执行了

select Name from T where ID = 1;

这时，事务B来了，因为ID是1的牛人改名字了，所以要更新一下，然后提交了事务。

update T set Name = '不牛' where ID = 1;

接着，事务A还想再看看ID是1的牛人的名字，于是又执行了

select Name from T where ID = 1;

结果，两次读出来的ID是1的牛人名字竟然不相同，这就是不可重复读（unrepeatable read）。

第三天，事务A访问了数据库，他想要看看数据库的牛人都有哪些，于是执行了

select * from T;

这时候，事务B来了，往数据库加入了一个新的牛人。

insert into T values(4, '牛D');

这时候，事务A忘了刚才的牛人都有哪些了，于是又执行了。

select * from T;

结果，第一次有三个牛人，第二次有四个牛人。

相信这个时候事务A就蒙了，刚才发生了什么？这种情况就叫“幻读（phantom problem）”。

为了防止出现脏读、不可重复读、幻读等情况，我们就需要根据我们的实际需求来设置数据库的隔离级别。

数据库都有哪些隔离级别呢？

一般的数据库，都包括以下四种隔离级别：

读未提交（Read Uncommitted）读提交（Read Committed）可重复读（Repeated Read）串行化（Serializable）

如何使用这些隔离级别，那就需要根据业务的实际情况来进行判断了。

我们接下来就看看这四个隔离级别的具体情况

读未提交（Read Uncommitted）

读未提交，顾名思义，就是可以读到未提交的内容。

因此，在这种隔离级别下，查询是不会加锁的，也由于查询的不加锁，所以这种隔离级别的一致性是最差的，可能会产生“脏读”、“不可重复读”、“幻读”。

如无特殊情况，基本是不会使用这种隔离级别的。

读提交（Read Committed）

读提交，顾名思义，就是只能读到已经提交了的内容。

这是各种系统中最常用的一种隔离级别，也是SQL Server和Oracle的默认隔离级别。这种隔离级别能够有效的避免脏读，但除非在查询中显示的加锁，如：

select * from T where ID=2 lock in share mode;

select * from T where ID=2 for update;

不然，普通的查询是不会加锁的。

那为什么“读提交”同“读未提交”一样，都没有查询加锁，但是却能够避免脏读呢？

这就要说道另一个机制“快照（snapshot）”，而这种既能保证一致性又不加锁的读也被称为“快照读（Snapshot Read）”

假设没有“快照读”，那么当一个更新的事务没有提交时，另一个对更新数据进行查询的事务会因为无法查询而被阻塞，这种情况下，并发能力就相当的差。

而“快照读”就可以完成高并发的查询，不过，“读提交”只能避免“脏读”，并不能避免“不可重复读”和“幻读”。

可重复读(Repeated Read)

可重复读，顾名思义，就是专门针对“不可重复读”这种情况而制定的隔离级别，自然，它就可以有效的避免“不可重复读”。而它也是mysql的默认隔离级别。

在这个级别下，普通的查询同样是使用的“快照读”，但是，和“读提交”不同的是，当事务启动时，就不允许进行“修改操作（Update）”了，而“不可重复读”恰恰是因为两次读取之间进行了数据的修改，因此，“可重复读”能够有效的避免“不可重复读”，但却避免不了“幻读”，因为幻读是由于“插入或者删除操作（Insert or Delete）”而产生的。

串行化（Serializable）

这是数据库最高的隔离级别，这种级别下，事务“串行化顺序执行”，也就是一个一个排队执行。

这种级别下，“脏读”、“不可重复读”、“幻读”都可以被避免，但是执行效率奇差，性能开销也最大，所以基本没人会用。

总结一下

为什么会出现“脏读”？因为“select”操作没有规矩。

为什么会出现“不可重复读”？因为“update”操作没有规矩。

为什么会出现“幻读”？因为“insert”和“delete”操作没有规矩。

“读未提（Read Uncommitted）”能预防啥？啥都预防不了。

“读提交（Read Committed）”能预防啥？使用“快照读（Snapshot Read）”，避免“脏读”，但是可能出现“不可重复读”和“幻读”。

“可重复读（Repeated Red）”能预防啥？使用“快照读（Snapshot Read）”，锁住被读取记录，避免出现“脏读”、“不可重复读”，但是可能出现“幻读”。

“串行化（Serializable）”能预防啥？排排坐，吃果果，有效避免“脏读”、“不可重复读”、“幻读”，不过效果谁用谁知道。