一、MySQL 事務(wù)

MySQL 事務(wù)指在InnoDB引擎下，MyISAM引擎不支持事務(wù)的。

數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)指的是一組數(shù)據(jù)操作，事務(wù)內(nèi)的操作要么就是全部成功，要么就是全部失敗。

事務(wù)具有原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）四個(gè)特性，簡(jiǎn)稱 ACID。

二、MySQL事務(wù)并發(fā)問(wèn)題

臟讀：
臟讀指的是讀到了其他事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)，未提交意味著這些數(shù)據(jù)可能會(huì)回滾，也就是可能最終不會(huì)存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，也就是不存在的數(shù)據(jù)。這就是臟讀。

可重復(fù)讀
可重復(fù)讀指的是在一個(gè)事務(wù)內(nèi)，最開(kāi)始讀到的數(shù)據(jù)和事務(wù)結(jié)束前的任意時(shí)刻讀到的同一批數(shù)據(jù)都是一致的。通常針對(duì)數(shù)據(jù)更新（UPDATE）操作。

不可重復(fù)讀
對(duì)比可重復(fù)讀，不可重復(fù)讀指的是在同一事務(wù)內(nèi)，不同的時(shí)刻讀到的同一批數(shù)據(jù)可能是不一樣的，可能會(huì)受到其他事務(wù)的影響，比如其他事務(wù)改了這批數(shù)據(jù)并提交了。通常針對(duì)數(shù)據(jù)更新（UPDATE）操作。

幻讀
幻讀是針對(duì)數(shù)據(jù)插入（INSERT）操作來(lái)說(shuō)的。假設(shè)事務(wù)A對(duì)某些行的內(nèi)容作了更改，但是還未提交，此時(shí)事務(wù)B插入了與事務(wù)A更改前的記錄相同的記錄行，并且在事務(wù)A提交之前先提交了，而這時(shí)，在事務(wù)A中查詢，會(huì)發(fā)現(xiàn)好像剛剛的更改對(duì)于某些數(shù)據(jù)未起作用，讓用戶感覺(jué)出現(xiàn)了幻覺(jué)，這就叫幻讀。

三、事務(wù)隔離級(jí)別

SQL 標(biāo)準(zhǔn)定義了四種隔離級(jí)別，MySQL 全都支持。這四種隔離級(jí)別分別是：
1.讀未提交（READ UNCOMMITTED）
2.讀已提交 （READ COMMITTED）
3.可重復(fù)讀 （REPEATABLE READ）
4.串行化 （SERIALIZABLE）

MySQL 的默認(rèn)級(jí)別：可重復(fù)讀。

事務(wù)隔離其實(shí)就是為了解決上面提到的臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀等問(wèn)題

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四、具體示例

查看MySQL默認(rèn)的隔離級(jí)別：

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修改隔離級(jí)別的語(yǔ)句是：set [作用域] transaction isolation level [事務(wù)隔離級(jí)別]，
SET [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE}。

其中作用于可以是 SESSION 或者 GLOBAL，GLOBAL 是全局的，而 SESSION 只針對(duì)當(dāng)前回話窗口。隔離級(jí)別是 {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE} 這四種，不區(qū)分大小寫(xiě)。

MySQL 中執(zhí)行事務(wù)

事務(wù)的執(zhí)行過(guò)程如下，以 begin 或者 start transaction 開(kāi)始，然后執(zhí)行一系列操作，最后要執(zhí)行 commit 操作，事務(wù)才算結(jié)束。當(dāng)然，如果進(jìn)行回滾操作(rollback)，事務(wù)也會(huì)結(jié)束。

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需要注意的是，begin 命令并不代表事務(wù)的開(kāi)始，事務(wù)開(kāi)始于 begin 命令之后的第一條語(yǔ)句執(zhí)行的時(shí)候。例如下面示例中，select * from xxx 才是事務(wù)的開(kāi)始，

另外，通過(guò)以下語(yǔ)句可以查詢當(dāng)前有多少事務(wù)正在運(yùn)行。

select * from information_schema.innodb_trx;

下面開(kāi)始驗(yàn)證各種隔離級(jí)別。

準(zhǔn)備一張表test，表中只有一條記錄：

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讀未提交

MySQL 事務(wù)隔離其實(shí)是依靠鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)的，加鎖自然會(huì)帶來(lái)性能的損失。而讀未提交隔離級(jí)別是不加鎖的，所以它的性能是最好的，沒(méi)有加鎖、解鎖帶來(lái)的性能開(kāi)銷。但有利就有弊，這基本上就相當(dāng)于裸奔啊，所以它連臟讀的問(wèn)題都沒(méi)辦法解決。

任何事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)的修改都會(huì)第一時(shí)間暴露給其他事務(wù)，即使事務(wù)還沒(méi)有提交。

首先設(shè)置全局隔離級(jí)別為讀未提交。

set global transaction isolation level read uncommitted;

設(shè)置完成后，只對(duì)之后新起的 session 才起作用，對(duì)已經(jīng)啟動(dòng) session 無(wú)效。

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讀未提交，其實(shí)就是可以讀到其他事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)，但沒(méi)有辦法保證你讀到的數(shù)據(jù)最終一定是提交后的數(shù)據(jù)，如果中間發(fā)生回滾，那就會(huì)出現(xiàn)臟數(shù)據(jù)問(wèn)題，讀未提交沒(méi)辦法解決臟數(shù)據(jù)問(wèn)題。更別提可重復(fù)讀和幻讀了。

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讀已提交

既然讀未提交沒(méi)辦法解決臟數(shù)據(jù)問(wèn)題，那么就有了讀已提交。讀已提交就是一個(gè)事務(wù)只能讀到其他事務(wù)已經(jīng)提交過(guò)的數(shù)據(jù)，也就是其他事務(wù)調(diào)用 commit 命令之后的數(shù)據(jù)。那臟數(shù)據(jù)問(wèn)題迎刃而解了。

set global transaction isolation level read committed;

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我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前是讀已提交的隔離級(jí)別，即使事務(wù)1進(jìn)行了更新操作，但還沒(méi)有commit,另一個(gè)事務(wù)是讀取不到更新后的結(jié)果的。

然后我們進(jìn)行commit，看看另一個(gè)事務(wù)能否查到最新的結(jié)果。

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從上圖中，我們可以看出，當(dāng)事務(wù)1提交事務(wù)之后，更新后的結(jié)果就可以在另一個(gè)事務(wù)中查詢的到了。

這就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，在同一事務(wù)中(本例中的事務(wù)2)，事務(wù)的不同時(shí)刻同樣的查詢條件，查詢出來(lái)的記錄內(nèi)容是不一樣的，事務(wù)1的提交影響了事務(wù)2的查詢結(jié)果，這就是不可重復(fù)讀，也就是讀已提交隔離級(jí)別。

可重復(fù)讀

可重復(fù)是對(duì)比不可重復(fù)而言的，上面說(shuō)不可重復(fù)讀是指同一事物不同時(shí)刻讀到的數(shù)據(jù)值可能不一致。而可重復(fù)讀是指，事務(wù)不會(huì)讀到其他事務(wù)對(duì)已有數(shù)據(jù)的修改，即使其他事務(wù)已提交，也就是說(shuō)，事務(wù)開(kāi)始時(shí)讀到的已有數(shù)據(jù)是什么，在事務(wù)提交前的任意時(shí)刻，這些數(shù)據(jù)的值都是一樣的。但是，對(duì)于其他事務(wù)新插入的數(shù)據(jù)是可以讀到的，這也就引發(fā)了幻讀問(wèn)題。

同樣的，需改全局隔離級(jí)別為可重復(fù)讀級(jí)別。

set global transaction isolation level repeatable read;

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首先看一下可重復(fù)讀的效果，事務(wù)1啟動(dòng)后修改了數(shù)據(jù)，并且在事務(wù)2之前提交，事務(wù)2在事務(wù)開(kāi)始和事務(wù)1提交之后兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)都讀取的數(shù)據(jù)相同，已經(jīng)可以看出可重復(fù)讀的效果。

可重復(fù)讀做到了，這只是針對(duì)已有行的更改操作有效，但是對(duì)于新插入的行記錄，就沒(méi)這么幸運(yùn)了，幻讀就這么產(chǎn)生了。

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但是，測(cè)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)并不能插入新紀(jì)錄成功，這是因?yàn)镸ySQL的可重復(fù)讀已經(jīng)解決了幻讀的問(wèn)題，后面再詳細(xì)介紹。

串行化

串行化是4種事務(wù)隔離級(jí)別中隔離效果最好的，解決了臟讀、可重復(fù)讀、幻讀的問(wèn)題，但是效果最差，它將事務(wù)的執(zhí)行變?yōu)轫樞驁?zhí)行，與其他三個(gè)隔離級(jí)別相比，它就相當(dāng)于單線程，后一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行必須等待前一個(gè)事務(wù)結(jié)束。

MySQL 中是如何實(shí)現(xiàn)事務(wù)隔離的

首先說(shuō)讀未提交，它是性能最好，也可以說(shuō)它是最野蠻的方式，因?yàn)樗鼔焊鶅壕筒患渔i，所以根本談不上什么隔離效果，可以理解為沒(méi)有隔離。

再來(lái)說(shuō)串行化。讀的時(shí)候加共享鎖，也就是其他事務(wù)可以并發(fā)讀，但是不能寫(xiě)。寫(xiě)的時(shí)候加排它鎖，其他事務(wù)不能并發(fā)寫(xiě)也不能并發(fā)讀。

最后說(shuō)讀已提交和可重復(fù)讀。這兩種隔離級(jí)別是比較復(fù)雜的，既要允許一定的并發(fā)，又想要兼顧的解決問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)可重復(fù)讀

為了解決不可重復(fù)讀，或者為了實(shí)現(xiàn)可重復(fù)讀，MySQL 采用了 MVVC (多版本并發(fā)控制) 的方式。

我們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)表中看到的一行記錄可能實(shí)際上有多個(gè)版本，每個(gè)版本的記錄除了有數(shù)據(jù)本身外，還要有一個(gè)表示版本的字段，記為 row trx_id，而這個(gè)字段就是使其產(chǎn)生的事務(wù)的 id，事務(wù) ID 記為 transaction id，它在事務(wù)開(kāi)始的時(shí)候向事務(wù)系統(tǒng)申請(qǐng)，按時(shí)間先后順序遞增。

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按照上面這張圖理解，一行記錄現(xiàn)在有 3 個(gè)版本，每一個(gè)版本都記錄這使其產(chǎn)生的事務(wù) ID，比如事務(wù)A的transaction id 是100，那么版本1的row trx_id 就是 100，同理版本2和版本3。

在上面介紹讀已提交和可重復(fù)讀的時(shí)候都提到了一個(gè)詞，叫做快照，學(xué)名叫做一致性視圖，這也是可重復(fù)讀和不可重復(fù)讀的關(guān)鍵，可重復(fù)讀是在事務(wù)開(kāi)始的時(shí)候生成一個(gè)當(dāng)前事務(wù)全局性的快照，而讀提交則是每次執(zhí)行語(yǔ)句的時(shí)候都重新生成一次快照。

對(duì)于一個(gè)快照來(lái)說(shuō)，它能夠讀到那些版本數(shù)據(jù)，要遵循以下規(guī)則：

1. 當(dāng)前事務(wù)內(nèi)的更新，可以讀到；
2. 版本未提交，不能讀到；
3. 版本已提交，但是卻在快照創(chuàng)建后提交的，不能讀到；
4. 版本已提交，且是在快照創(chuàng)建前提交的，可以讀到；
   利用上面的規(guī)則，再返回去套用到讀提交和可重復(fù)讀的那兩張圖上就很清晰了。還是要強(qiáng)調(diào)，兩者主要的區(qū)別就是在快照的創(chuàng)建上，可重復(fù)讀僅在事務(wù)開(kāi)始是創(chuàng)建一次，而讀提交每次執(zhí)行語(yǔ)句的時(shí)候都要重新創(chuàng)建一次。

并發(fā)寫(xiě)問(wèn)題

兩個(gè)事務(wù)，對(duì)同一條數(shù)據(jù)做修改。最后結(jié)果應(yīng)該是哪個(gè)事務(wù)的結(jié)果呢，肯定要是時(shí)間靠后的那個(gè)對(duì)不對(duì)。并且更新之前要先讀數(shù)據(jù)，這里所說(shuō)的讀和上面說(shuō)到的讀不一樣，更新之前的讀叫做“當(dāng)前讀”，總是當(dāng)前版本的數(shù)據(jù)，也就是多版本中最新一次提交的那版。

假設(shè)事務(wù)A執(zhí)行 update 操作， update 的時(shí)候要對(duì)所修改的行加行鎖，這個(gè)行鎖會(huì)在提交之后才釋放。而在事務(wù)A提交之前，事務(wù)B也想 update 這行數(shù)據(jù)，于是申請(qǐng)行鎖，但是由于已經(jīng)被事務(wù)A占有，事務(wù)B是申請(qǐng)不到的，此時(shí)，事務(wù)B就會(huì)一直處于等待狀態(tài)，直到事務(wù)A提交，事務(wù)B才能繼續(xù)執(zhí)行，如果事務(wù)A的時(shí)間太長(zhǎng)，那么事務(wù)B很有可能出現(xiàn)超時(shí)異常。

加鎖的過(guò)程要分有索引和無(wú)索引兩種情況，比如下面這條語(yǔ)句

update user set age=11 where id = 1

id 是這張表的主鍵，是有索引的情況，那么 MySQL 直接就在索引數(shù)中找到了這行數(shù)據(jù)，然后干凈利落的加上行鎖就可以了。

而下面這條語(yǔ)句

update user set age=11 where age=10

表中并沒(méi)有為 age 字段設(shè)置索引，所以， MySQL 無(wú)法直接定位到這行數(shù)據(jù)。那怎么辦呢，當(dāng)然也不是加表鎖了。MySQL 會(huì)為這張表中所有行加行鎖，沒(méi)錯(cuò)，是所有行。但是呢，在加上行鎖后，MySQL 會(huì)進(jìn)行一遍過(guò)濾，發(fā)現(xiàn)不滿足的行就釋放鎖，最終只留下符合條件的行。雖然最終只為符合條件的行加了鎖，但是這一鎖一釋放的過(guò)程對(duì)性能也是影響極大的。所以，如果是大表的話，建議合理設(shè)計(jì)索引，如果真的出現(xiàn)這種情況，那很難保證并發(fā)度。

解決幻讀

并發(fā)寫(xiě)問(wèn)題的解決方式就是行鎖，而解決幻讀用的也是鎖，叫做間隙鎖，MySQL 把行鎖和間隙鎖合并在一起，解決了并發(fā)寫(xiě)和幻讀的問(wèn)題，這個(gè)鎖叫做 Next-Key鎖。

假設(shè)現(xiàn)在表中有兩條記錄，并且 age 字段已經(jīng)添加了索引，兩條記錄 age 的值分別為 10 和 30。

此時(shí)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中會(huì)為索引維護(hù)一套B+樹(shù)，用來(lái)快速定位行記錄。B+索引樹(shù)是有序的，所以會(huì)把這張表的索引分割成幾個(gè)區(qū)間。

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如圖所示，分成了3 個(gè)區(qū)間，(負(fù)無(wú)窮,10]、(10,30]、(30,正無(wú)窮]，在這3個(gè)區(qū)間是可以加間隙鎖的。

在事務(wù)1提交之前，事務(wù)B的插入操作只能等待，這就是間隙鎖起得作用。當(dāng)事務(wù)1執(zhí)行update testset name='zhao123’ where age = 30; 的時(shí)候，由于條件 where age =30 ，數(shù)據(jù)庫(kù)不僅在 age =30 的行上添加了行鎖，而且在這條記錄的兩邊，也就是(10,30]， （30,正無(wú)窮）這兩個(gè)區(qū)間加了間隙鎖，從而導(dǎo)致事務(wù)2插入操作無(wú)法完成，只能等待事務(wù)1提交。不僅插入 age = 30 的記錄需要等待事務(wù)1提交，10<age<30、30<age 的記錄頁(yè)無(wú)法完成，而小于10的記錄則不受影響，這足以解決幻讀問(wèn)題了。

這是有索引的情況，如果 age 不是索引列，那么數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)為整個(gè)表加上間隙鎖。所以，如果是沒(méi)有索引的話，不管 age 是否大于等于30，都要等待事務(wù)1提交才可以成功插入。

總結(jié)

MySQL 的 InnoDB 引擎才支持事務(wù)，其中可重復(fù)讀是默認(rèn)的隔離級(jí)別。

讀未提交和串行化基本上是不需要考慮的隔離級(jí)別，前者不加鎖限制，后者相當(dāng)于單線程執(zhí)行，效率太差。

讀已提交解決了臟讀問(wèn)題，行鎖解決了并發(fā)更新的問(wèn)題。并且 MySQL 在可重復(fù)讀級(jí)別解決了幻讀問(wèn)題，是通過(guò)行鎖和間隙鎖的組合 Next-Key 鎖實(shí)現(xiàn)的。