MySQL事务隔离级别&锁机制分析论证

基本概念

---

1、事务隔离级别说明

ANSI/ISO SQL标准定义了4中事务隔离级别：未提交读（read uncommitted），提交读（read committed），重复读（repeatable read），串行读（serializable）。

对于不同的事务，采用不同的隔离级别分别有不同的结果。不同的隔离级别有不同的现象。主要有下面3种现在：

a、脏读（dirty read）：一个事务可以读取另一个尚未提交事务的修改数据。

b、不可重复读（nonrepeatable read）：在同一个事务中，同一个查询在T1时间读取某一行，在T2时间重新读取这一行时候，这一行的数据已经发生修改，可能被更新了（update），也可能被删除了（delete）。

b、幻像读（phantom read）：在同一事务中，同一查询多次进行时候，由于其他插入操作（insert）的事务提交，导致每次返回不同的结果集。

不同的隔离级别有不同的现象，并有不同的锁定/并发机制，隔离级别越高，数据库的并发性就越差，4种事务隔离级别分别表现的现象如下表：

隔离级别脏读非重复读幻像读read uncommitted允许允许允许read committed 允许允许repeatable read  允许serializable   

2、锁机制说明：

共享锁：由读表操作加上的锁，加锁后其他用户只能获取该表或行的共享锁，不能获取排它锁，也就是说只能读不能写

排它锁：由写表操作加上的锁，加锁后其他用户不能获取该表或行的任何锁，也可以理解为表或行锁定。典型是mysql事务中

start transaction;

select * from user where userId = 1for update;

执行完这句以后

　　1）当其他事务想要获取共享锁，比如事务隔离级别为SERIALIZABLE的事务，执行

　　 select * from user;

 　　将会被挂起，因为SERIALIZABLE的select语句需要获取共享锁

　　2）当其他事务执行

　　 select * from user where userId = 1 for update;

　　 update user set userAge = 100 where userId = 1; 

　　也会被挂起，因为for update会获取这一行数据的排它锁，需要等到前一个事务释放该排它锁才可以继续进行

（特别注意：如果for update 前的where 并非主键过滤则为表级排它锁，仅有过滤参数为=ID主键时方为行级排它锁） 

3、锁的范围:

行锁: 对某行记录加上锁

表锁: 对整个表加上锁

这样组合起来就有,行级共享锁,表级共享锁,行级排他锁,表级排他锁

4、悲观锁与悲观锁

悲观锁：显式为数据加锁，常见有如下两种加锁方式 

1. 显式指定独占锁：select … for update
2. 在数据库增加表明状态的LOCK字段

乐观锁：通过版本控制实现，这种方式我们能够更好地提高并发事务的性能。

验证REPEATABLE-READ的实例效果

---

使用InnoDB，开启两个客户端SESSION1、SESSION2

1、通过SELECT @@GLOBAL.tx_isolation, @@tx_isolation;查看默认的事务隔离级别：

如果我们修改当前session修改其事务隔离级别，可以通过如下方式：

2、REPEATABLE-READ隔离级别验证：

 SESSION1SESSION2T1mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)T2mysql> use icbc;
Database changed
mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 222.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.11 sec)mysql> use icbc;
Database changed
mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 222.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)T3mysql> update t_eventlog set amount=111 where fromcard='card001';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 T4mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 111.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
【说明】session1能够读取自己修改的最新数据mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 222.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.12 sec)
【说明】amount不变，session1中修改数据事务未提交，并未出现脏读T5 mysql> update t_eventlog set amount=333 where fromcard='card001';
【说明】session2修改直接被挂起，因为session1事务未提交T6mysql> commit
    -> ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> update t_eventlog set amount=333 where fromcard='card001';
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
【说明】session1提交事务，session2本应提交修改，但超时需要重启事务，下面加快速度重复上述T2~T6操作T2mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 111.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 111.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)T3mysql> update t_eventlog set amount=1 where fromcard='card001';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 T4mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 1.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
【说明】session1能够读取自己修改的最新数据mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 111.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
【说明】amount不变，session1中修改数据事务未提交，并未出现脏读T5 mysql> update t_eventlog set amount=2 where fromcard='card001';
【说明】session2修改直接被挂起，因为session1事务未提交T6mysql> commit
    -> ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
【说明】提交session1事务 T7 Query OK, 1 row affected (4.79 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
【说明】session1事务提交，session2执行修改数据T8mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 1.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
【说明】amount不变，session2中修改数据事务未提交，并未出现脏读mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 2.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)T9 mysql> commit
    -> ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)T10mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 2.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
【说明】读取到最新的session2提交事务数据mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 2.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)T11mysql> show variables like 'autocommit'\G
*************************** 1. row ***************************
Variable_name: autocommit
        Value: ON
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
【说明】在session1中T8、T10两次的数据不一致，是否违背了重复读呢，其实不然，由于我们设置的事务提交是自动。mysql> show variables like 'autocommit'\G
*************************** 1. row ***************************
Variable_name: autocommit
        Value: ON
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)A以上已经证明了不会出现脏读，只有在更新事务提交后方可被其他事务读取修改后数据；如果两个事务同时对某一数据行进行更新操作，如A事务先更新，则B事务被挂起，待A更新操作事务提交后，B事务执行更新操作并等待事务提交（更新操作可能出现等待超时），提交后最终数据为B事务提交数据。其实是加上了行共享锁，此时数据行能够被多个事务读取却不能被写。T12mysql> set @@autocommit = 0
    -> ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
【说明】设置事务提交手动mysql> set @@autocommit = 0
    -> ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
【说明】设置事务提交手动T13mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)T14mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 2.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 2.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)T15 mysql> update t_eventlog set amount=3 where fromcard='card001';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0T16mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 2.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec) T17 mysql> commit
    -> ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 3.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
【说明】提交事务后查询为最新提交的事务数据T18mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 2.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
【说明】数据依然没有变化，目前为手动提交事务，查询也需要手动提交。此时说明在一个事务内重复读，数据是一致的。 T19mysql> commit
    -> ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> SELECT amount,fromcard FROM t_eventlog;
+--------+----------+
| amount | fromcard |
+--------+----------+
| 3.00 | card001 |
+--------+----------+
1 row in set (0.00 sec)
【说明】session1提交查看事务后重新查询，可以看到session2提交的最新的数据 B通过手动提交事务验证了，REPEATABLE-READ级别隔离下，在一个事务内，我们多次查询结果是一样的，能够重复读。

以上的验证过程主要是针对共享锁实现。

综上：

1、我们在REPEATABLE-READ级别隔离下，如果多个事务同时操作一个数据行，则后执行更新操作的事务将被挂起，直到第一个更新事务提交后，后执行事务将继续执行（可能出现挂起直到超时）其更新动作，待最后执行事务也提交后，数据库将保存最后一个事务的更新结果。此过程中，事务间互不干扰，只有提交事务后的数据方可被其他事务读取（避免了脏读），并且在同一事务下，多次读取的数据将保持一致，实现重复读；

2、mysql有一个autocommit参数，默认是on，他的作用是每一条单独的查询都是一个事务，并且自动开始，自动提交（执行完以后就自动结束了，如果要适用select for update，而不手动调用 start transaction，这个for update的行锁机制等于没用，因为行锁在自动提交后就释放了），所以事务隔离级别和锁机制即使不显式调用start transaction，这种机制在单独的一条查询语句中也是适用的；

3、其实无乱是哪个级别的隔离，甚至最低级别在一个事务（A）更新修改后，其他事务在A事务提交前均被挂起，仅A事务提交后方可进行数据行更新处理（可能超时），其均是由于A事务对其添加了行共享锁；

4、这里虽然没有继续验证，但如果采用SERIALIZABLE级别的隔离，则其查询|更新任意操作后均会对其添加表共享锁，从而其他事务仅可以读操作，不能执行任何写操作。