SQL隔离级别

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一、事务的 四个特征(ACID)

事务具有四个特征:原子性( Atomicity )、一致性( Consistency )、隔离性( Isolation )和持续性( Durability )。这四个特性简称为 ACID 特性。

1 、原子性。事务是数据库的逻辑工作单位,事务中包含的各操作要么都做,要么都不做

2 、一致性。事 务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。因此当数据库只包含成功事务提交的结果时,就说数据库处于一致性状态。如果数据库系统 运行中发生故障,有些事务尚未完成就被迫中断,这些未完成事务对数据库所做的修改有一部分已写入物理数据库,这时数据库就处于一种不正确的状态,或者说是 不一致的状态。

3 、隔离性。一个事务的执行不能其它事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据对其它并发事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能互相干扰。

4 、持续性。也称永久性,指一个事务一旦提交,它对数据库中的数据的改变就应该是永久性的。接下来的其它操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。

 

二、Mysql的四种隔离级别


SQL标准定义了4类隔离级别,包括了一些具体规则,用来限定事务内外的哪些改变是可见的,哪些是不可见的。低级别的隔离级一般支持更高的并发处理,并拥有更低的系统开销。

1、READ UNCOMMITTED (未提交读)

  在 READ UNCOMMITTED 级别,事务中的修改,即使没有提交,对其他事务也都是可见的。事务可以读取未提交的数据,这也被称为脏读(Dirty Read)。这个级别会导致很多问题,从性能上来说,READ UNCOMMITTED 不会比其他的级别好太多,但却缺乏其他级别的很多好处,除非真的有非常必要的理由,在实际应用中一般很少使用。

2、READ COMMITTED (提交读)

  大多数数据库系统的默认级别都是 READ COMMITTED(但 MySQL 不是)。READ COMMITTED 满足前面提到的隔离性的简单定义:一个事务开始时,只能“看到”已经提交的事物所做的修改。换句话说,一个事务从开始知道提交之前,所作的任何修改对其他事务都是不可见的。这个级别有时候也叫做不可重复读nonrepeatable read),因为两次执行相同的查询,可能会得到不一样的结果。

3、REPEATABLE READ (可重复读)

  REPETABLE READ 解决了脏读的问题。该级别保证了在同一个事物中多次读取同样记录的结果是一致的。但是理论上,可重复读隔离级别还是无法解决另外一个幻读(Phantom Read) 的问题。所谓幻读,指的是当某个事务在读取某个范围内的记录时,另外一个事务又在该范围内插入了新的记录,当之前的事务再次读取该范围的记录时,会产生幻行(Phantom Row)。InnoDB 和 XtraDB 存储引擎通过多版本并发控制(MVCC,Multiversion Concurrency Control) 解决了幻读的问题。可重复读是MySQL的默认事务隔离级别。

4、SERIALIZABLE (可串行化)

  SERIALIZABLE 是最高的隔离界别。它通过强制事务串行执行,避免了前面所说的幻读的问题。简单来说,SERIALIZABLE会再读取的每一行数据上都加锁,所有可能导致大量的超时锁争用的问题。实际应用中也很少用到这个隔离级别,只有在非常需要保证数据的一致性而且接受没有并发的情况下,才考虑采用该级别。

在MySQL中,实现了这四种隔离级别,分别有可能产生问题如下所示:

隔离级别 脏读可能性 不可重复读可能性 幻读可能性 加锁读
READ UNCOMMITTED Yes Yes Yes No
READ COMMITTED No Yes Yes No
REPEATABLE READ No No Yes No
SERIALIZABLE No No No Yes

 


 

测试Mysql的隔离级别

 

下面,将利用MySQL的客户端程序,我们分别来测试一下这几种隔离级别。

测试数据库为demo,表为test;表结构:

 SQL隔离级别

 

两个命令行客户端分别为A,B;不断改变A的隔离级别,在B端修改数据。

(一)、将A的隔离级别设置为read uncommitted(未提交读)

set session transaction isolation level read uncommitted;

查看隔离级别是否设置成功

(注意:每个命令行窗口都要设置隔离级别,即运行命令检查隔离级别)

select @@transaction_isolation (mysql版本 8.0 以后)

select @@tx_isolation (mysql版本 8.0 之前)

查看mysql版本 

> status

A:启动事务,此时数据为初始状态

 start transaction;

B:启动事务,更新数据,但不提交

 start transaction;

A:再次读取数据,发现数据已经被修改了,这就是所谓的“脏读”

SQL隔离级别

 

B:回滚事务

rollback;

A:再次读数据,发现数据变回初始状态

 SQL隔离级别

 

经过上面的实验可以得出结论,事务B更新了一条记录,但是没有提交,此时事务A可以查询出未提交记录。造成脏读现象。未提交读是最低的隔离级别。

(二)、将客户端A的事务隔离级别设置为read committed(已提交读)

 set session transaction isolation level read committed;

A:启动事务,此时数据为初始状态

B:启动事务,更新数据,但不提交

A:再次读数据,发现数据未被修改

B:提交事务

A:再次读取数据,发现数据已发生变化,说明B提交的修改被事务中的A读到了,这就是所谓的“不可重复读”

 

经过上面的实验可以得出结论,已提交读隔离级别解决了脏读的问题,但是出现了不可重复读的问题,即事务A在两次查询的数据不一致,因为在两次查询之间事务B更新了一条数据。已提交读只允许读取已提交的记录,但不要求可重复读。

 

(三)、将A的隔离级别设置为repeatable read(可重复读)

 

A:启动事务,此时数据为初始状态

B:启动事务,更新数据,但不提交

A:再次读取数据,发现数据未被修改

B:提交事务

A:再次读取数据,发现数据依然未发生变化,这说明这次可以重复读了

B:插入一条新的数据,并提交

A:再次读取数据,发现数据依然未发生变化,虽然可以重复读了,但是却发现读的不是最新数据,这就是所谓的“幻读”

A:提交本次事务,再次读取数据,发现读取正常了

由以上的实验可以得出结论,可重复读隔离级别只允许读取已提交记录,而且在一个事务两次读取一个记录期间,其他事务部的更新该记录。但该事务不要求与其他事务可串行化。例如,当一个事务可以找到由一个已提交事务更新的记录,但是可能产生幻读问题(注意是可能,因为数据库对隔离级别的实现有所差别)。像以上的实验,就没有出现数据幻读的问题

 

(四)、将A的隔离级别设置为可串行化(Serializable)

A:启动事务,此时数据为初始状态

B:发现B此时进入了等待状态,原因是因为A的事务尚未提交,只能等待(此时,B可能会发生等待超时)

A:提交事务

B:发现插入成功

第四种我测试了下,并未出现理论结果,有待验证。

serializable完全锁定字段,若一个事务来查询同一份数据就必须等待,直到前一个事务完成并解除锁定为止。是完整的隔离级别,会锁定对应的数据表格,因而会有效率的问题。