5分钟带你读懂事务隔离性与隔离级别

Posted 2021-02-16 coder-programming

前言

我们在上一章节中介绍过数据库的带你了解数据库中事务的ACID特性的相关用法。本章节主要来介绍下数据库中一个非常重要的知识点事务的隔离级别。如有错误还请大家及时指出~

问题：

• 事务的隔离级别有哪些？
• 如果并发事务没有进行隔离，会出现什么问题？

以下都是采用mysql数据库

在多个事务并发做数据库操作的时候，如果没有有效的避免机制，就会出现种种问题。大体上有以下问题：

一、引发的问题

在并发事务没有进行隔离的情况下，会发生如下问题。

问题一：脏读

脏读指一个事务读取了另外一个事务未提交的数据。

具体看后文案例介绍

问题二：不可重复读

不可重复读指在一个事务内读取表中的某一行数据，多次读取结果不同。
不可重复读和脏读的区别是，脏读是读取前一事务未提交的脏数据，不可重复读是重新读取了前一事务已提交的数据。

具体看后文案例介绍

问题三：幻读(虚读)

幻读(虚读)指在一个事务内读取到了别的事务插入的数据，导致前后读取不一致。

具体看后文案例介绍

二、概念

2.1 事务的隔离级别分为：

• Read uncommitted(读未提交)
• Read Committed(读已提交)
• Repeatable Reads(可重复读)
• Serializable(串行化)

Read uncommitted

读未提交：隔离级别最低的一种事务级别。在这种隔离级别下，会引发脏读、不可重复读和幻读。

Read Committed

读已提交读到的都是别人提交后的值。这种隔离级别下，会引发不可重复读和幻读，但避免了脏读。

Repeatable Reads

可重复读这种隔离级别下，会引发幻读，但避免了脏读、不可重复读。

Serializable

串行化是最严格的隔离级别。在Serializable隔离级别下，所有事务按照次序依次执行。脏读、不可重复读、幻读都不会出现。

三、操作

3.1 查看事务隔离级别

SHOW VARIABLES LIKE ‘tx_isolation‘;

查看全局的事务隔离级别

SHOW GLOBAL VARIABLES LIKE ‘tx_isolation‘;

使用系统变量查询

SELECT @@global.tx_isolation;
SELECT @@session.tx_isolation;
SELECT @@tx_isolation;

3.2 设置MysQL的事务隔离级别

语法

SET [GLOBAL | SESSION] TRANSACTION ISOLATION LEVEL
  {
       REPEATABLE READ
     | READ COMMITTED
     | READ UNCOMMITTED
     | SERIALIZABLE
   }

GLOBAL：设置全局的事务隔离级别
SESSION：设置当前session的事务隔离级别，如果语句没有指定GLOBAL或SESSION，默认值为SESSION

使用系统变量设置事务隔离级别

SET GLOBAL tx_isolation=‘REPEATABLE-READ‘;
SET SESSION tx_isolation=‘SERIALIZABLE‘;

四、案例分析

下面实际操作中使用到的一些并发控制语句，可看上面的操作介绍

作为演示：product表

productId	productName	productPrice	productCount
1	xiaomi	1999	100

带着上面的我们来看一下，事务在没有隔离性的情况下，会引发哪些问题？

同时打开两个窗口模拟2个用户并发访问数据库

4.1 事务隔离级别设置为read uncommitted

查询事务隔离级别

SELECT @@tx_isolation;

设置隔离级别为未提交读：

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;

注意：需要同时修改两个窗口的事务隔离级别

以下我们以两位用户抢小米手机为例

时间轴	事务A	事务B
T1	start transaction；
T2	select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100)
T3		start transaction；
T4		select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100)
T5		update product set productCount = 99 where productId = 1;
T6	select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =99)
T7		ROLLBACK;
T8	select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100)

---

T1—— A用户开启事务，start transaction；
T2—— A用户查询当前小米手机剩余数量，select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;此时数量显示为100。
T3——B用户开启事务，start transaction；
T4——B用户查询当前小米手机剩余数量，select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;此时数量显示为100。
T5—— B用户购买了一台小米手机，update product set productCount = 99 where productId = 1; 此时只修改数据并未提交事务。
T6—— A用户刷新页面，select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;此时数量显示为99。
T7—— B用户购买失败，回滚事务。
T8—— A用户查询当前小米手机剩余数量，select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;此时数量显示为100。

---

小结：

事务A读取了未提交的数据，事务B的回滚，导致了事务A的数据不一致，导致了事务A的脏读 ！

4.2 事务隔离级别设置为Read Committed

查询事务隔离级别

SELECT @@tx_isolation;

更改数据库隔离级别，设置隔离级别为提交读：

SET SESSION  TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

注意：需要同时修改两个窗口的事务隔离级别

时间轴	事务A	事务B
T1	start transaction；
T2	select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100)
T3		start transaction；
T4		select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100)
T5		update product set productCount = 99 where productId = 1;
T7	select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100)
T6		commit;
T8	select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =99)

---

这里就不再对流程做过多赘述。

小结：

可以看到避免了脏读现象，但是却出现了，一个事务还没有结束，就发生了不可重复读问题，即事务A来说 productCount从 100->100->99。但这个过程中事务并未提交结束。

4.3 事务隔离级别设置为Repeatable Read（mysql默认级别）

查询事务隔离级别

SELECT @@tx_isolation;

更改数据库隔离级别，设置隔离级别为可重复读：

SET SESSION  TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

注意：需要同时修改两个窗口的事务隔离级别

时间轴	事务A	事务B
T1	start transaction；
T2	select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100)
T3		start transaction；
T4		select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100)
T5		update product set productCount = 99 where productId = 1;
T7	select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100)
T6		commit;
T8	select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100)

---

这里就不再对流程做过多赘述。

小结：

可以看到可重复读隔离级别避免了脏读，不可重复读的问题，但是出现了幻读现象。事务A查询到的小米数量等于100，但是事务B修改了数量为99，但是事务A读取到的值还是100。当事务A去减1等于99时，是错误的，此时应该是99-1=98才对。接下来我们再提高一个事务隔离级别。

4.4 事务隔离级别设置为Serializable

查询事务隔离级别

SELECT @@tx_isolation;

更改数据库隔离级别，设置隔离级别为串行化：

SET SESSION  TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

时间轴	事务A	事务B
---	---	---
T1	start transaction；
T2		start transaction；
T2	select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1;(productCount =100);
T4		update product set productCount = 99 where productId = 1;（等待中..）

---

这里就不再对流程做过多赘述。

小结：

在我们Serializable隔离级别中，我们可以看到事务B去做修改动作时卡主了，不能向下执行。这是因为：给事务A的select操作上了锁，所以事务B去修改值的话，就会被卡主。只有当事务A操作执行完毕，才会执行事务B的操作。这样就避免了上述三个问题了。

问题本身

• 回到问题的本身，其实我们并不需要将事务提到这么高。

• 问题的本身就是，当我们读完了的时候，就要在上面加锁。我们不希望别人能够去读它。因为别人读到了count,就会修改count的值，并写进去。所以我们在select 操作的时候，加上for update。这时候就会把这行操作给锁掉了。那么另外一个人也进行相同的操作，也表示select 出来的count需要进行update，需要锁住。

select p.productName,p.productCount from product p where p.productId=1 for update;

PS: 在实际开发过程中，这样的加锁行为，是非常的耗系统性能的。下一章节我们将来介绍悲观锁与乐观锁

文末

本章节主要介绍了数据库中事务的ADID特性中的隔离性，在没有隔离的情况下会发生什么问题，相信大家通过本章，对数据库事务中的隔离性有了一定的了解，下篇文章我们将介绍数据库中的悲观锁与乐观锁。
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