事务隔离级别的实现原理

并发事务产生的问题

• 丢失更新（脏写）：简单说就是两个事务并发修改同一行数据，没有加锁
• 脏读：一个事务读取到另一个事务中没有提交的数据
• 不可重复读：在同一个事务中两次读取相同数据得到的内容不同，不包括被事务本身所修改
• 幻读：一个事务按照条件查询数据时，没有对应数据行，但是在插入数据时，又发现这行数据已经存在

以上事务并发问题严重程度：丢失更新 > 脏读 > 不可重复读 > 幻读

为了解决并发事务所引发的问题，在数据库中引入了事务隔离级别

• Read Uncommited（读未提交）：解决脏写
• Read Committed（读已提交）：解决脏读
• Repeatable Read（可重复读）：解决不可重复读（MySQL在此隔离级别下就可以解决幻读）
• Serializable（串行化）：解决幻读

从上到下安全性越来越高，但效率越来越低，要选择合适的隔离级别保证相对安全的同时效率较高

事务隔离级别的实现方式

事务隔离级别的实现基于 锁机制 和 MVCC，不同的隔离级别对锁的使用是不同的

• select语句均是快照读（MVCC解决）
• delete / update / select ...for update 等语句是加锁实现的

读未提交 解决 脏写

解决方案：在开启事务后，如果是 写/读 操作，加一个行 写/读 锁，读/写 完后立马释放锁。这样之后，在一个事务修改某行数据时，不让其他事务对该行数据有任何操作（这种解决冲突的方案叫做读未提交，这就是事务的第一个隔离级别）

缺点：事务A未提交就释放了锁，事务B在事务A释放锁后读到的数据就是未提交的数据，如果事务A回滚，刚才读的数据就是无效数据，也就是脏数据（脏读）

读已提交 解决 脏读

解决方案：把释放锁的时机调整到事务提交之后，此时在事务提交前，其他事务是无法对该行数据进行任何操作（包括读)，效率极低，于是MySQL使用了一个并发版本控制机制，叫做MVCC（这种解决方案叫做读已提交，这也是事务的第二个隔离级别）

        MVCC通俗的也就是说：MySQL为了提高系统的并发量，在事务未提交前，虽然事务内操作的数据是锁定状态，但是另一个事务仍然可以读取数据的 快照版本。

缺点：MySQL虽然锁住正在操作的数据行，但它不会阻止另一个事务往表的其他行插入数据。

不可重复读问题：在RC隔离级别由于每次执行快照读都会创建一个新的Read View，导致同一事务中两次读取数据不一致 。

可重复读 解决 不可重复度

解决方案：MySQL依然采取MVCC解决这个问题，具体是：在一个事务中第一次执行查询会创建一个Read View，之后的查询会复用之前的Read View。这样就保证了同一个事务多次读取数据时数据的一致性。（这种解决方案叫做可重复读，这就是事务的第三个隔离级别）

MySQL在RR隔离级别下解决幻读

MySQL的默认隔离级别是RR，它默认开启了间隙锁（只有RR隔离级别下才有间隙锁），可以解决幻读问题。

InnoDB默认的事务隔离级别是RR，在此隔离级别下，使用临键锁（间隙锁 + 行锁）的方式来加锁，解决幻读。

样例

# 如果数据库表种数据的主键id有 1 3 8 11 13 15 17
 
# 事务1
begin;
 
# 执行如下sql
update tb set name = 'li' where id = 5;
# 因为5不存在，此时会对3 - 8之间加间隙锁，不包括3和8
 
# 事务2
begin;
 
insert into tb values(7, 'li');
# 阻塞
 
# 事务1提交事务（释放间隙锁），事务2才解除阻塞

InnoDB自动使用间隙锁的条件

（1）必须在RR级别下

（2）检索条件必须有索引（没有索引的话，会走全表扫描，会锁定整张表，包括间隙）

最高隔离级别：串行化

• 该隔离级别会自动在锁住整张表（加表级锁）

• 事务与事务之间完全串行执行。

• 性能会下降很多，会导致很多的事务相互排队竞争锁。