隔離性與隔離級別

ACID（Atomicity、Consistency、Isolation、Durability，即原子性、一致性、隔離性、持久性）

隔離級別：
1.讀未提交（RU）是指，一個(gè)事務(wù)還沒提交時(shí)，它做的變更就能被別的事務(wù)看到。

2.讀提交（RC）是指，一個(gè)事務(wù)提交之后，它做的變更才會(huì)被其他事務(wù)看到。（Oracle 默認(rèn)級別）

3.可重復(fù)讀是指（RR），一個(gè)事務(wù)執(zhí)行過程中看到的數(shù)據(jù)，總是跟這個(gè)事務(wù)在啟動(dòng)時(shí)看到的數(shù)據(jù)是一致的。當(dāng)然在可重復(fù)讀隔離級別下，未提交變更對其他事務(wù)也是不可見的。（mysql默認(rèn)級別）

4.串行化（SERIALIZABLE ），顧名思義是對于同一行記錄，“寫”會(huì)加“寫鎖”，“讀”會(huì)加“讀鎖”。當(dāng)出現(xiàn)讀寫鎖沖突的時(shí)候，后訪問的事務(wù)必須等前一個(gè)事務(wù)執(zhí)行完成，才能繼續(xù)執(zhí)行。

MVCC

多版本并發(fā)控制，同一條記錄在系統(tǒng)中可以存在多個(gè)版本，即不同時(shí)刻啟動(dòng)的事務(wù)會(huì)有不同的 read-view

假設(shè)一個(gè)值從 1 被按順序改成了 2、3、4，在回滾日志里面就會(huì)有類似下面的記錄。

image.png

當(dāng)前值是 4，但是在查詢這條記錄的時(shí)候，不同時(shí)刻啟動(dòng)的事務(wù)會(huì)有不同的 read-view。如圖中看到的，在視圖 A、B、C 里面，這一個(gè)記錄的值分別是 1、2、4，同一條記錄在系統(tǒng)中可以存在多個(gè)版本，就是數(shù)據(jù)庫的多版本并發(fā)控制（MVCC）。對于 read-view A，要得到 1，就必須將當(dāng)前值依次執(zhí)行圖中所有的回滾操作得到。

回滾段/undo log

每條記錄在更新的時(shí)候都會(huì)同時(shí)記錄一條回滾操作

當(dāng)系統(tǒng)里沒有比這個(gè)回滾日志更早的 read-view ，回滾日志會(huì)被刪除

視圖

在 MySQL 里，有兩個(gè)“視圖”的概念：
1.一個(gè)是 view。它是一個(gè)用查詢語句定義的虛擬表，在調(diào)用的時(shí)候執(zhí)行查詢語句并生成結(jié)果。創(chuàng)建視圖的語法是 create view … ，而它的查詢方法與表一樣。

2.另一個(gè)是 InnoDB 在實(shí)現(xiàn) MVCC 時(shí)用到的一致性讀視圖，即 consistent read view，用于支持 RC（Read Committed，讀提交）和 RR（Repeatable Read，可重復(fù)讀）隔離級別的實(shí)現(xiàn)。

例：
表：

mysql> CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `k` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;
insert into t(id, k) values(1,1),(2,2);

事務(wù) A 查到的 k 的值是 1，事務(wù) B 查到的 k 的值是 3

image.png

MVCC實(shí)現(xiàn)一致性讀視圖

InnoDB 里面每個(gè)事務(wù)有一個(gè)唯一的事務(wù) ID，叫作 transaction id。它是在事務(wù)開始的時(shí)候向 InnoDB 的事務(wù)系統(tǒng)申請的，是按申請順序嚴(yán)格遞增的。數(shù)據(jù)表中的一行記錄，可能有多個(gè)版本 (row)，每個(gè)版本有自己的 row trx_id。可以通過 undo log計(jì)算每個(gè)版本的數(shù)據(jù)（當(dāng)系統(tǒng)里沒有比這個(gè)回滾日志更早的 read-view ，回滾日志會(huì)被刪除，因?yàn)椴恍枰貪L）。

InnoDB 為每個(gè)事務(wù)構(gòu)造了一個(gè)數(shù)組，用來保存這個(gè)事務(wù)啟動(dòng)瞬間，當(dāng)前正在“活躍”的所有事務(wù) ID。“活躍”指的就是，啟動(dòng)了但還沒提交。

數(shù)組里面事務(wù) ID 的最小值記為低水位，當(dāng)前系統(tǒng)里面已經(jīng)創(chuàng)建過的事務(wù) ID 的最大值加 1 記為高水位。
這個(gè)視圖數(shù)組和高水位，就組成了當(dāng)前事務(wù)的一致性視圖（read-view）。
而數(shù)據(jù)版本的可見性規(guī)則，就是基于數(shù)據(jù)的 row trx_id 和這個(gè)一致性視圖的對比結(jié)果得到的。
這個(gè)視圖數(shù)組把所有的 row trx_id 分成了幾種不同的情況。

image.png

這樣，對于當(dāng)前事務(wù)的啟動(dòng)瞬間來說，一個(gè)數(shù)據(jù)版本的 row trx_id，有以下幾種可能：

1.如果落在綠色部分，表示這個(gè)版本是已提交的事務(wù)或者是當(dāng)前事務(wù)自己生成的，這個(gè)數(shù)據(jù)是可見的；

2.如果落在紅色部分，表示這個(gè)版本是由將來啟動(dòng)的事務(wù)生成的，是肯定不可見的；

3.如果落在黃色部分，那就包括兩種情況
a. 若 row trx_id 在數(shù)組中，表示這個(gè)版本是由還沒提交的事務(wù)生成的，不可見；
b. 若 row trx_id 不在數(shù)組中，表示這個(gè)版本是已經(jīng)提交了的事務(wù)生成的，可見。

為了簡化分析，我先把其他干擾語句去掉，只畫出跟事務(wù) A 查詢邏輯有關(guān)的操作：

image.png

事務(wù) A 查詢語句的讀數(shù)據(jù)流程是這樣的：

1.找到 (1,3) 的時(shí)候，判斷出 row trx_id=101，比高水位大，處于紅色區(qū)域，不可見；
2.接著，找到上一個(gè)歷史版本，一看 row trx_id=102，比高水位大，處于紅色區(qū)域，不可見；
3.再往前找，終于找到了（1,1)，它的 row trx_id=90，比低水位小，處于綠色區(qū)域，可見。

一個(gè)數(shù)據(jù)版本，對于一個(gè)事務(wù)視圖來說，除了自己的更新總是可見以外，有三種情況：
1.版本未提交，不可見；

2.版本已提交，但是是在視圖創(chuàng)建后提交的，不可見；

3.版本已提交，而且是在視圖創(chuàng)建前提交的，可見。

當(dāng)前讀

只能讀當(dāng)前的值，稱為“當(dāng)前讀”（current read）。

1. update 語句
2. 加鎖：加上 lock in share mode 或 for update

讀已提交與可重復(fù)讀區(qū)別

1.在可重復(fù)讀隔離級別下，只需要在事務(wù)開始的時(shí)候創(chuàng)建一致性視圖，之后事務(wù)里的其他查詢都共用這個(gè)一致性視圖；
2.在讀提交隔離級別下，每一個(gè)語句執(zhí)行前都會(huì)重新算出一個(gè)新的視圖。
例如

image.png

這時(shí)，事務(wù) A 的查詢語句的視圖數(shù)組是在執(zhí)行這個(gè)語句的時(shí)候創(chuàng)建的，時(shí)序上 (1,2)、(1,3) 的生成時(shí)間都在創(chuàng)建這個(gè)視圖數(shù)組的時(shí)刻之前。但是，在這個(gè)時(shí)刻：

(1,3) 還沒提交，屬于情況 1，不可見；
(1,2) 提交了，屬于情況 3，可見。
所以，這時(shí)候事務(wù) A 查詢語句返回的是 k=2。

顯然地，事務(wù) B 查詢結(jié)果 k=3。