4种事务的隔离级别，InnoDB怎样巧妙实现？

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事务ACID特性，当中I代表隔离性(Isolation)。

 

什么是事务的隔离性？

隔离性是指，多个用户的并发事务訪问同一个数据库时，一个用户的事务不应该被其它用户的事务干扰。多个并发事务之间要相互隔离。

 

一个事务怎么会干扰其它事务呢？

咱们举样例来说明。假设有InnoDB表：

t(id PK, name);

 

表中有三条记录：

1, shenjian

2, zhangsan

3, lisi

 

case 1

事务A，先运行，处于未提交的状态：

insert into t values(4, wangwu);

 

事务B，后运行，也未提交：

select * from t;

 

假设事务B能够读取到(4, wangwu)这条记录，事务A就对事务B产生了影响，这个影响叫做“读脏”，读到了未提交事务操作的记录。

 

case 2

事务A，先运行：

select * from t where id=1;

 

结果集为：

1, shenjian

 

事务B，后运行。而且提交：

update t set name=xxoo where id=1;

commit;

 

事务A。再次运行同样的查询：

select * from t where id=1;

 

结果集为：

1, xxoo

 

这次是已提交事务B对事务A产生的影响。这个影响叫做“不可反复读”，一个事务内同样的查询。得到了不同的结果。

 

case 3

事务A，先运行：

select * from t where id>3;

 

结果集为：

NULL

 

事务B，后运行。而且提交：

insert into t values(4, wangwu);

commit;

 

事务A。首次查询了id>3的结果为NULL，于是想插入一条为4的记录：

insert into t values(4, xxoo);

 

结果集为：

Error : duplicate key!

 

事务A的内心OS是：你TM在逗我。查了id>3为空集，insert id=4告诉我PK冲突？

 

这次是已提交事务B对事务A产生的影响。这个影响叫做“幻读”。

 

能够看到，并发的事务可能导致其它事务：

• 读脏

• 不可反复读

• 幻读

 

InnoDB实现了哪几种事务的隔离级别？

依照SQL92标准。InnoDB实现了四种不同事务的隔离级别：

• 读未提交(Read Uncommitted)

• 读提交(Read Committed, RC)

• 可反复读(Repeated Read, RR)

• 串行化(Serializable)

 

不同事务的隔离级别，实际上是一致性与并发性的一个权衡与折衷。

 

InnoDB的四种事务的隔离级别。各自是怎么实现的？

InnoDB使用不同的锁策略(Locking Strategy)来实现不同的隔离级别。

 

一。读未提交(Read Uncommitted)

这样的事务隔离级别下。select语句不加锁。

画外音：官方的说法是

SELECT statements are performed in a nonlocking fashion.

 

此时。可能读取到不一致的数据，即“读脏”。

这是并发最高，一致性最差的隔离级别。

 

二。串行化(Serializable)

这样的事务的隔离级别下，全部select语句都会被隐式的转化为select ... in share mode.

 

这可能导致。假设有未提交的事务正在改动某些行，全部读取这些行的select都会被堵塞住。

画外音：官方的说法是

To force a plain SELECT to block if other transactions have modified the selected rows.

 

这是一致性最好的，但并发性最差的隔离级别。

 

在互联网大数据量，高并发量的场景下，差点儿不会使用上述两种隔离级别。

 

三，可反复读(Repeated Read, RR)

这是InnoDB默认的隔离级别，在RR下：

(1)普通的select使用快照读(snapshot read)。这是一种不加锁的一致性读(Consistent Nonlocking Read)。底层使用MVCC来实现，具体的原理在《InnoDB并发如此高，原因居然在这？》中有具体的描写叙述；

 

(2)加锁的select(select ... in share mode / select ... for update), update, delete等语句。它们的锁，依赖于它们是否在唯一索引(unique index)上使用了唯一的查询条件(unique search
condition)，或者范围查询条件(range-type search condition)：

• 在唯一索引上使用唯一的查询条件。会使用记录锁(record lock)，而不会封锁记录之间的间隔，即不会使用间隙锁(gap lock)与临键锁(next-key lock)

• 范围查询条件。会使用间隙锁与临键锁。锁住索引记录之间的范围，避免范围间插入记录。以避免产生幻影行记录，以及避免不可反复的读

画外音：这一段有点绕，多读几遍。

关于记录锁，间隙锁，临键锁的很多其它说明。详见《

__biz=MjM5ODYxMDA5OQ==&mid=2651961471&idx=1&sn=da257b4f77ac464d5119b915b409ba9c&chksm=bd2d0da38a5a84b5fc1417667fe123f2fbd2d7610b89ace8e97e3b9f28b794ad147c1290ceea&scene=21#wechat_redirect" rel="nofollow">InnoDB。select为啥会堵塞insert？》。

 

四，读提交(Read Committed, RC)

这是互联网最经常使用的隔离级别，在RC下：

(1)普通读是快照读；

(2)加锁的select, update, delete等语句。除了在外键约束检查(foreign-key constraint checking)以及反复键检查(duplicate-key checking)时会封锁区间，其它时刻都仅仅使用记录锁；

此时，其它事务的插入依旧能够运行，就可能导致。读取到幻影记录。

总结

• 并发事务之间相互干扰。可能导致事务出现读脏，不可反复度，幻读等问题

• InnoDB实现了SQL92标准中的四种隔离级别

(1)读未提交：select不加锁。可能出现读脏；

(2)读提交(RC)：普通select快照读。锁select /update /delete 会使用记录锁，可能出现不可反复读；

(3)可反复读(RR)：普通select快照读，锁select /update /delete 依据查询条件情况，会选择记录锁，或者间隙锁/临键锁。以防止读取到幻影记录；

(4)串行化：select隐式转化为select ... in share mode。会被update与delete相互排斥。

• InnoDB默认的隔离级别是RR，用得最多的隔离级别是RC

也许有朋友问，为啥没提到insert？能够查阅《InnoDB并发插入，居然使用意向锁？》。

 

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《InnoDB，记录锁，间隙锁，临键锁》

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