MySql事务隔离级别与实现原理

ゝ一纸荒年。 2024-03-31 14:36 64阅读 0赞

**目录**

一、隔离级别

二、隔离级别的底层实现

2.1.读未提交隔离级别的实现

2.2.读已提交隔离级别的实现

2.3.可重复读隔离级别的实现

2.4.串行化隔离级别的实现

2.5.读的分类

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## 一、隔离级别 ##

众所周知，事务的隔离级别有四个等级，分别是读未提交（RU）,读已提交（RC）,可重复读（RR）与串行化（Serial）,通过设置隔离级别，可以解决事务并发过程中导致的脏读，不可重复读与幻读。那么隔离级别解决这些问题的原理或逻辑是什么呢

<table style="width:650px;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>隔离级别</td> 
 <td>脏读</td> 
 <td>不可重复读</td> 
 <td>幻读</td> 
 <td>实现方式</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>一级 读未提交</td> 
 <td>存在</td> 
 <td>存在</td> 
 <td>存在</td> 
 <td>读没有控制，写加排他锁</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 二级 读已提交 </td> 
 <td>不存在</td> 
 <td>存在</td> 
 <td>存在</td> 
 <td> 快照读：读MVCC，写加排他锁 当前读：读加行锁，写加排他锁 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>三级 可重复读</td> 
 <td>不存在</td> 
 <td>不存在</td> 
 <td>存在</td> 
 <td> 读MVCC，写加排他锁 当前读：读加间隙锁，写加排他锁 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>四级 串行化</td> 
 <td>不存在</td> 
 <td>不存在</td> 
 <td>不存在</td> 
 <td>读加共享锁，写加排他锁</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

> 在 **读未提交**、**读已提交**、**可重复读** 的隔离级别中：
> 
>  *  两个读的事务，可并发；
>  *  一读、一写的事务，可并发；（因为只有写加锁）
>  *  两个写的事务，不可以并发。（以内都加了排他锁）

## 二、隔离级别的底层实现 ##

首先需要说明一下mysql更新数据时的版本链设计,即MVCC。

MVCC就是由于事务的并发与隔离级别的存在，导致脏读，不可重复度，幻读等问题的一种解决策略，通俗点讲，就是在操作一条数据时，mysql会在日志文件中生成一条对应的版本记录（即使事务未提交，也会生成记录）。该条记录除了含有当前的最新数据外，还会有trx\_id与db\_roll\_ptr，前者用来记录当前操作该数据的事务id,后者用来指向前一条记录（旧数据）。当对同一数据有多次修改时，这些日志记录就会形成一条版本链、而隔离级别的实现原理就是根据条件读取某个对应的版本

###    **2.1.读未提交隔离级别的实现** ###

> 直接读取最新的版本，所以会存在脏读，不可重复读，以及[幻读][Link 1]的可能性（因为即使事务未提交，一旦修改了数据，也会在日志文件中相应生成一个数据的最新版本）

### **2.2.读已提交隔离级别的实现** ###

> 利用快照读，只能读到相对当前快照可见的版本。由于快照是每一次读的时候都会重新生成，因此每一次相对于快照可见的版本也可能不同，也就可能会出现幻读以及不可重复读

> 快照读：
> 
> 每一次读取数据的时候，都会生成一个ReadView快照（RC与RR级别），该快照记录了当前活跃的读写事务（没有提交的事务），然后读取数据时，根据ReadView里面记录的事务id（可能有多个），在版本链中找到可见的版本，返回数据记录。如果最新版本不可见，则根据db\_roll\_ptr一直向前找，直到找到可见的版本

> \*\*版本相对与当前快照可见与不可见的条件\*\*（Mysql设计规定的）
> 
> ①版本记录中的trx\_id小于ReadView中最小的事务id时可见：因为生成该版本记录的事务在生成当前快照前就已经被提交了，因此该版本记录是当前可见的
> 
> ②版本记录中的trx\_id大于ReadView中最大的事务id时不可见：因为生成该版本记录的事务在当前快照生成之后启动的，因此该版本记录是相对于当前快照不可见的
> 
> ③版本记录中的trx\_id界与ReadView最小事务id与最大事务id之间：需要判断一下版本记录中trx\_id是否在ReadView中，如果在，则表示生成该记录的事务还活跃（未提交），则不可见；反之则表示事务已经被提交，记录相对于当前快照是可见的

### **2.3.可重复读隔离级别的实现** ###

> 与读已提交不同的是，可重复读只在事务开始后第一次读的时候生成快照，因此在读已提交隔离级别的基础上，解决了不可重复读与幻读的问题

### **2.4.串行化隔离级别的实现** ###

> 直接使用加锁的方式来访问记录。隔离级别最高，什么问题也不会出现，但是代价就是性能差

### 2.5.读的分类 ###

实际上mysql的select读有两种类型，分别是快照读与当前读。默认是快照读。快照读通过设置可重复读隔离级别即可解决幻读问题。当前读是一种对记录进行加锁的读类型。该锁分为读锁与写锁

> ①读锁是共享锁，用来读取数据。一个事务获取了读锁，则其他可以共享该读锁，但是不可以再获取写锁，获取读锁的读语句：
> 
> **select \* from xxx lock in share mode;**
> 
> ②写锁是排他锁，用来写数据。一个事务获取了写锁，则其他事务不可以共享该写锁，同时也不可以获取该记录的读锁，获取写锁的读语句：
> 
> **select \* from xxx for update**

**简而言之：读读共享，读写互斥，写写互斥。另外，当前读因为获取了记录的锁，一样不会出现幻读问题**

**注意：两个事务是不可以同时update的，因为一执行update语句，就会获取该数据的写锁，直到事务被提交才会释放锁（如果不是事务操作，update语句执行完就会释放锁）。但是另外一个事务是可以通过快照读类型读数据的！（不获取读锁或者写锁就行）**

[Link 1]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E5%B9%BB%E8%AF%BB&spm=1001.2101.3001.7020