四個案例看懂 MySQL 事務隔離級別
很多小伙伴對 MySQL 的隔離級別一直心存疑惑,其實這個問題一點都不難,關鍵看怎么講!單純的看理論,絕對讓你暈頭轉向,但是,如果我們通過幾個實際的 SQL 來演示一些,大家就會發(fā)現(xiàn)這玩意原來這么簡單!
今天松哥想通過幾個簡單的案例,來和大家演示一下 MySQL 中的事務隔離級別問題。
1. 理論
MySQL 中事務的隔離級別一共分為四種,分別如下:
- 序列化(SERIALIZABLE)
- 可重復讀(REPEATABLE READ)
- 提交讀(READ COMMITTED)
- 未提交讀(READ UNCOMMITTED)
四種不同的隔離級別含義分別如下:
1).SERIALIZABLE
如果隔離級別為序列化,則用戶之間通過一個接一個順序地執(zhí)行當前的事務,這種隔離級別提供了事務之間最大限度的隔離。
2).REPEATABLE READ
在可重復讀在這一隔離級別上,事務不會被看成是一個序列。不過,當前正在執(zhí)行事務的變化仍然不能被外部看到,也就是說,如果用戶在另外一個事務中執(zhí)行同條 SELECT 語句數(shù)次,結果總是相同的。(因為正在執(zhí)行的事務所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)變化不能被外部看到)。
3).READ COMMITTED
READ COMMITTED 隔離級別的安全性比 REPEATABLE READ 隔離級別的安全性要差。處于 READ COMMITTED 級別的事務可以看到其他事務對數(shù)據(jù)的修改。也就是說,在事務處理期間,如果其他事務修改了相應的表,那么同一個事務的多個 SELECT 語句可能返回不同的結果。
4).READ UNCOMMITTED
READ UNCOMMITTED 提供了事務之間最小限度的隔離。除了容易產(chǎn)生虛幻的讀操作和不能重復的讀操作外,處于這個隔離級的事務可以讀到其他事務還沒有提交的數(shù)據(jù),如果這個事務使用其他事務不提交的變化作為計算的基礎,然后那些未提交的變化被它們的父事務撤銷,這就導致了大量的數(shù)據(jù)變化。
在 MySQL 數(shù)據(jù)庫種,默認的事務隔離級別是 REPEATABLE READ
2. SQL 實踐
接下來通過幾條簡單的 SQL 向讀者驗證上面的理論。
2.1 查看隔離級別
通過如下 SQL 可以查看數(shù)據(jù)庫實例默認的全局隔離級別和當前 session 的隔離級別:
MySQL8 之前使用如下命令查看 MySQL 隔離級別:
- SELECT @@GLOBAL.tx_isolation, @@tx_isolation;
查詢結果如圖:
可以看到,默認的隔離級別為 REPEATABLE-READ,全局隔離級別和當前會話隔離級別皆是如此。
MySQL8 開始,通過如下命令查看 MySQL 默認隔離級別:
- SELECT @@GLOBAL.transaction_isolation, @@transaction_isolation;
就是關鍵字變了,其他都一樣。
通過如下命令可以修改隔離級別(建議開發(fā)者在修改時修改當前 session 隔離級別即可,不用修改全局的隔離級別):
- SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED
上面這條 SQL 表示將當前 session 的數(shù)據(jù)庫隔離級別設置為 READ UNCOMMITTED,設置成功后,再次查詢隔離級別,發(fā)現(xiàn)當前 session 的隔離級別已經(jīng)變了,如圖1-2:
注意,如果只是修改了當前 session 的隔離級別,則換一個 session 之后,隔離級別又會恢復到默認的隔離級別,所以我們測試時,修改當前 session 的隔離級別即可。
2.2 READ UNCOMMITTED
2.2.1 準備測試數(shù)據(jù)
READ UNCOMMITTED 是最低隔離級別,這種隔離級別中存在臟讀、不可重復讀以及幻象讀問題,所以這里我們先來看這個隔離級別,借此大家可以搞懂這三個問題到底是怎么回事。
下面分別予以介紹。
首先創(chuàng)建一個簡單的表,預設兩條數(shù)據(jù),如下:
表的數(shù)據(jù)很簡單,有 javaboy 和 itboyhub 兩個用戶,兩個人的賬戶各有 1000 人民幣。現(xiàn)在模擬這兩個用戶之間的一個轉賬操作。
注意,如果讀者使用的是 Navicat 的話,不同的查詢窗口就對應了不同的 session,如果讀者使用了 SQLyog 的話,不同查詢窗口對應同一個 session,因此如果使用 SQLyog,需要讀者再開啟一個新的連接,在新的連接中進行查詢操作。
2.2.2 臟讀
一個事務讀到另外一個事務還沒有提交的數(shù)據(jù),稱之為臟讀。具體操作如下:
首先打開兩個SQL操作窗口,假設分別為 A 和 B,在 A 窗口中輸入如下幾條 SQL (輸入完成后不用執(zhí)行):
- START TRANSACTION;
- UPDATE account set balance=balance+100 where name='javaboy';
- UPDATE account set balance=balance-100 where name='itboyhub';
- COMMIT;
在 B 窗口執(zhí)行如下 SQL,修改默認的事務隔離級別為 READ UNCOMMITTED,如下:
- SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED
接下來在 B 窗口中輸入如下 SQL,輸入完成后,首先執(zhí)行第一行開啟事務(注意只需要執(zhí)行一行即可):
- START TRANSACTION;
- SELECT * from account;
- COMMIT;
接下來執(zhí)行 A 窗口中的前兩條 SQL,即開啟事務,給 javaboy 這個賬戶添加 100 元。
進入到 B 窗口,執(zhí)行 B 窗口的第二條查詢 SQL(SELECT * from user;),結果如下:
可以看到,A 窗口中的事務,雖然還未提交,但是 B 窗口中已經(jīng)可以查詢到數(shù)據(jù)的相關變化了。
這就是臟讀問題。
2.2.3 不可重復讀
不可重復讀是指一個事務先后讀取同一條記錄,但兩次讀取的數(shù)據(jù)不同,稱之為不可重復讀。具體操作步驟如下(操作之前先將兩個賬戶的錢都恢復為1000):
首先打開兩個查詢窗口 A 和 B ,并且將 B 的數(shù)據(jù)庫事務隔離級別設置為 READ UNCOMMITTED。具體 SQL 參考上文,這里不贅述。
在 B 窗口中輸入如下 SQL,然后只執(zhí)行前兩條 SQL 開啟事務并查詢 javaboy 的賬戶:
- START TRANSACTION;
- SELECT * from account where name='javaboy';
- COMMIT;
前兩條 SQL 執(zhí)行結果如下:
在 A 窗口中執(zhí)行如下 SQL,給 javaboy 這個賬戶添加 100 塊錢,如下:
- START TRANSACTION;
- UPDATE account set balance=balance+100 where name='javaboy';
- COMMIT;
4.再次回到 B 窗口,執(zhí)行 B 窗口的第二條 SQL 查看 javaboy 的賬戶,結果如下:
javaboy 的賬戶已經(jīng)發(fā)生了變化,即前后兩次查看 javaboy 賬戶,結果不一致,這就是不可重復讀。
和臟讀的區(qū)別在于,臟讀是看到了其他事務未提交的數(shù)據(jù),而不可重復讀是看到了其他事務已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)(由于當前 SQL 也是在事務中,因此有可能并不想看到其他事務已經(jīng)提交的數(shù)據(jù))。
2.2.4 幻象讀
幻象讀和不可重復讀非常像,看名字就是產(chǎn)生幻覺了。
我舉一個簡單例子。
在 A 窗口中輸入如下 SQL:
- START TRANSACTION;
- insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);
- COMMIT;
然后在 B 窗口輸入如下 SQL:
- START TRANSACTION;
- SELECT * from account;
- delete from account where name='zhangsan';
- COMMIT;
我們執(zhí)行步驟如下:
- 首先執(zhí)行 B 窗口的前兩行,開啟一個事務,同時查詢數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),此時查詢到的數(shù)據(jù)只有 javaboy 和 itboyhub。
- 執(zhí)行 A 窗口的前兩行,向數(shù)據(jù)庫中添加一個名為 zhangsan 的用戶,注意不用提交事務。
- 執(zhí)行 B 窗口的第二行,由于臟讀問題,此時可以查詢到 zhangsan 這個用戶。
- 執(zhí)行 B 窗口的第三行,去刪除 name 為 zhangsan 的記錄,這個時候刪除就會出問題,雖然在 B 窗口中可以查詢到 zhangsan,但是這條記錄還沒有提交,是因為臟讀的原因才看到了,所以是沒法刪除的。此時就產(chǎn)生了幻覺,明明有個 zhangsan,卻無法刪除。
這就是幻讀。
看了上面的案例,大家應該明白了臟讀、不可重復讀以及幻讀各自是什么含義了。
2.3 READ COMMITTED
和 READ UNCOMMITTED 相比,READ COMMITTED 主要解決了臟讀的問題,對于不可重復讀和幻象讀則未解決。
將事務的隔離級別改為 READ COMMITTED 之后,重復上面關于臟讀案例的測試,發(fā)現(xiàn)已經(jīng)不存在臟讀問題了;重復上面關于不可重復讀案例的測試,發(fā)現(xiàn)不可重復讀問題依然存在。
上面那個案例不適用于幻讀的測試,我們換一個幻讀的測試案例。
還是兩個窗口 A 和 B,將 B 窗口的隔離級別改為 READ COMMITTED,
然后在 A 窗口輸入如下測試 SQL:
- START TRANSACTION;
- insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);
- COMMIT;
在 B 窗口輸入如下測試 SQL:
- START TRANSACTION;
- SELECT * from account;
- insert into account(name,balance) values('zhangsan',1000);
- COMMIT;
測試方式如下:
- 首先執(zhí)行 B 窗口的前兩行 SQL,開啟事務并查詢數(shù)據(jù),此時查到的只有 javaboy 和 itboyhub 兩個用戶。
- 執(zhí)行 A 窗口的前兩行 SQL,插入一條記錄,但是并不提交事務。
- 執(zhí)行 B 窗口的第二行 SQL,由于現(xiàn)在已經(jīng)沒有了臟讀問題,所以此時查不到 A 窗口中添加的數(shù)據(jù)。
- 執(zhí)行 B 窗口的第三行 SQL,由于 name 字段唯一,因此這里會無法插入。此時就產(chǎn)生幻覺了,明明沒有 zhangsan 這個用戶,卻無法插入 zhangsan。
2.4 REPEATABLE READ
和 READ COMMITTED 相比,REPEATABLE READ 進一步解決了不可重復讀的問題,但是幻象讀則未解決。
REPEATABLE READ 中關于幻讀的測試和上一小節(jié)基本一致,不同的是第二步中執(zhí)行完插入 SQL 后記得提交事務。
由于 REPEATABLE READ 已經(jīng)解決了不可重復讀,因此第二步即使提交了事務,第三步也查不到已經(jīng)提交的數(shù)據(jù),第四步繼續(xù)插入就會出錯。
注意,REPEATABLE READ 也是 InnoDB 引擎的默認數(shù)據(jù)庫事務隔離級別
2.5 SERIALIZABLE
SERIALIZABLE 提供了事務之間最大限度的隔離,在這種隔離級別中,事務一個接一個順序的執(zhí)行,不會發(fā)生臟讀、不可重復讀以及幻象讀問題,最安全。
如果設置當前事務隔離級別為 SERIALIZABLE,那么此時開啟其他事務時,就會阻塞,必須等當前事務提交了,其他事務才能開啟成功,因此前面的臟讀、不可重復讀以及幻象讀問題這里都不會發(fā)生。
3. 總結
總的來說,隔離級別和臟讀、不可重復讀以及幻象讀的對應關系如下:
性能關系如圖:
好了,這篇文章就和小伙伴們先說這么多,大家不妨寫幾行 SQL 試一試。