Mysql隔离级别，锁与MVCC

关键词：事务，ACID，隔离级别，MVCC，共享锁，排它锁

阅读本文前请先阅读http://hedengcheng.com/?p=771 http://www.hollischuang.com/archives/943

本文意在弄清楚这些概念间的关系及其作用。弄清Mysql在开启事务的情况下，每条sql执行时的加锁操作和MVCC版本控制。为使讨论简单，本文忽略了GAP锁（间隙锁、范围锁）。

我们经常所高并发，高可用。就是从质和量来评估，任何事物都可以从这两个角度来分析。在Mysql数据库中，事务就是用来保证质的，MVCC就是用来保证量的。

事务

我们使用事务来保证每一条SQL语句的结果执行符合我们的预期。我们说事务必须具备ACID特性。ACID中的三者：原子性、一致性和持久性其实描述的都差不多，保证SQL执行结果的可靠性。而隔离性就比较复杂了，隔离性描述的是在并发场景下数据库的表现，但并发量并不是固定的，而不同的业务可能有不同的需求，为了使数据库能适应不同的并发场景，所以伟大的人们又定义了四种隔离级别：Read Uncommited，Read Committed (RC)，Repeatable Read (RR)，Serializable。随着数据库隔离级别的提高，数据的并发能力也有所下降。

隔离级别

标准隔离级别下数据库会怎么表现可参考http://www.hollischuang.com/archives/943，我们这里只讨论共享锁和排它锁这两概念，读加共享锁，写加排它锁：

在RC隔离级别下，修改数据会加排它锁，事务结束释放，其他事务不许读，解决脏读问题。（共享锁当场释放）

在RR隔离级别下，读数据加共享锁，事务结束释放，其他事务不许修改，解决不可重复读。（共享锁事务结束释放）

实际上都把操作串行化了。而Mysql对其进行了优化，一个事务读时其他事务不能写，一个事务写时其他事务不能读？我不这么干照样能解决脏读和不可重复读问题。MVCC出现了。（这也使得问题变得越来越复杂，而不一样的地方也开始出现在RR隔离级别下，碰巧Mysql的默认隔离级别就是RR）

MVCC

MVCC即多版本并发控制，使用了双版本号来解决数据的隔离问题。（“create”一个版本号，“delete”一个版本号，修改操作拆分为“delete”和“create”）每个事务在开始对每张表增删改查操作时都会生成一个版本号，每个事务只能查到“create”小于本版本号和“delete”大于本版本号的数据。这样，增删查操作就完全可以并发进行了，只有修改操作是一定要排队的。这样，就算没有共享锁也解决了不可重复读问题，因为其他事务修改后，数据的版本号比我大，我不会读到。

MVCC在RR隔离级别下的并发

引入MVCC之后，看似很美好。然而大家有没有想过两个事务先后对一条数据做更新操作，然后两个事务再读取那条数据，分别读到什么？哈哈，这根本是不可能出现的，因为修改操作是串行的，另一个事务必须先commit本事务才能修改。好，换个问题，两个事务先后对一条数据做+1操作，另一个事务提交后，本事务再+1，再读取那条数据，本事务是读取到+1还是+2的结果？如果读取到+2，那不是破坏了隔离性，读到了其他事务提交的数据么？

然而事实确实是这样，其他事务已经提交，本事务也已修改过那条数据了，之后当然要读到+2才行。虽然本来是0，本事务明明只加了1，可读取后却变成2了，有点不适应。确实，在标准的RR隔离级别下，因为操作都是串行的，本事务读取一行数据后，其他事务就不能修改这条数据了，这条数据永远只有本事务在操作，所以严格满足隔离性。但是Mysql的RR增强了读与写的并发，只有当两个事务同时修改一条数据需要串行，其他所有操作都可以并行。所以造成了这种结果，好像出现了不可重复读。但是这种不可重复读实际上是符合我们的直观感受的，在本事务对数据修改后，当然要读取到最新的数据。

要对其过程进行分析的话：

• 数据create版本号为0
• 事务1版本号为1，读取数据value=0
• 事务2版本号为2，修改数据value+1=1，原数据delete版本号为2，新数据create版本号更新为2，commit
• 事务1修改数据value+1=2，（由于修改是当前读，永远读取版本号最大的数据，所以读取到value为1）修改后delete版本号为1，新数据create版本号为1
• 本事务读取数据value=2

深入分析：

其实上面的描述也是有漏洞的，如果有第三个事务版本号为3呢？因为版本号为3，是不是可以直接读取事务1、2未提交的数据？实际上在MVCC中，每个事务还有一个最低可见版本low_limit_id（事务号 >= low_limit_id的记录，对于当前事务都是不可见的），把当前正在执行还没commit的事务给过滤掉了。例如事务3，虽然版本号为3，但是low_limit_id=1，所以事务1和事务2的修改对3都是不可见的。

总结

为了解决隔离性问题，都没有使用完全copy数据这种笨方法。传统数据库使用共享锁和排它锁使读写操作串行；Mysql使用MVCC和排它锁，读写可并行。Mysql在RR隔离级别以下，和传统方式表现一致，在RR隔离级别，和传统方式有差异，体现在本事务更新某条数据后，能读取到其他事务对该条数据已提交的修改。