MySQL事务的隔离级别与并发问题

MySQL版本：8.0.27

一、事务并发执行面临的问题

1. 脏读（Dirty Read）

如果事务A读到了未提交的事务B修改过的数据，就意味着发生了脏读现象。

2. 不可重复读（Non-Repeatable Read）

如果事务B修改了未提交的事务A读取到的数据，就意味着发生了不可重复读现象。

3. 幻读（Phantom Read）

事务A先根据某个范围条件查询出了一些记录，而事务B写入了一些符合该条件的新记录，当事务A再次以相同的条件查询时，查询到了新的记录，就意味着发生了幻读现象。

二、SQL标准中的四种隔离级别

1. READ UNCOMMITTED（未提交读）

在 READ UNCOMMITTED 级别，事务中的修改，即使没有提交，对其他事务也都是可见的。
也就是说该隔离级别会出现脏读问题。

2. READ COMMITTED（已提交读）

READ COMMITTED 解决了脏读问题，它满足事务隔离性的简单定义：一个事务从开始直到提交之前，所做的任何修改对其他事务都是不可见的。

3. REPEATABLE READ（可重复读）

REPEATABLE READ 解决了脏读和不可重复读的问题。该级别保证了在同一个事务中多次读取同样记录的结果是一致的。但是理论上，可重复读隔离级别还是无法解决幻读（Phantom Read）问题。
InnoDB 存储引擎通过 MVCC（多版本并发控制）和 Next-Key (临键锁) 很大程度上避免了幻读问题。
可重复读是MySQL的默认事务隔离级别。

4. SERIALIZABLE（串行化）

SERIALIZABLE 通过强制事务串行执行，避免了脏读、不可重复读和幻读的问题。SERIALIZABLE 会在读取的每一行数据上都加锁，所以可能导致大量的超时和锁争用问题。

三、四种隔离级别对比

隔离级别脏读可能性不可重复读可能性幻读可能性加锁读READ UNCOMMITTED√√√×READ COMMITTED×√√×REPEATABLE READ××√×SERIALIZABLE×××√

四、四种隔离级别事务并行示例

查看事务的隔离级别

SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
+-----------------------+-----------------+
| Variable_name         | Value           |
+-----------------------+-----------------+
| transaction_isolation | REPEATABLE-READ |
+-----------------------+-----------------+

设置事务的隔离级别

SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION ISOLATION LEVEL <level>;

level 有4个可选值：

• READ UNCOMMITTED
• READ COMMITTED
• REPEATABLE READ
• SERIALIZABLE

修改全局隔离级别需要退出会话重新连接MySQL生效。

CREATE TABLE `user`  (
  `id` int(10) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(10) NOT NULL COMMENT '姓名',
  `gender` char(1) NOT NULL COMMENT '性别',
  `age` tinyint(3) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '年龄',
  `phone` char(11) NOT NULL COMMENT '电话',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  INDEX `idx_username`(`name`) USING BTREE,
  UNIQUE INDEX `unq_phone`(`phone`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB CHARACTER SET=utf8mb4;

INSERT INTO `user` VALUES (10, 'M小明', '男', 16, '11111111111');
INSERT INTO `user` VALUES (20, 'H小红', '女', 15, '22222222222');
INSERT INTO `user` VALUES (30, 'L小丽', '女', 18, '33333333333');
INSERT INTO `user` VALUES (40, 'M小梅', '女', 21, '44444444444');
INSERT INTO `user` VALUES (50, 'L小亮', '男', 20, '55555555555');

1. READ UNCOMMITTED（未提交读）

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
+-----------------------+-----------------+
| Variable_name         | Value           |
+-----------------------+-----------------+
| transaction_isolation | READ-UNCOMMITTED |
+-----------------------+-----------------+

事务A事务Bbegin;begin;SELECT * FROM user WHERE id=10;--UPDATE user SET age=11 WHERE id=10;SELECT * FROM user WHERE id=10;
读取到了事务B未提交的修改（age=11），出现脏读--rollback;SELECT * FROM user WHERE id=10;
读取到的数据又变回了（age=10）-commit;-

2. READ COMMITTED（已提交读）

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
+-----------------------+-----------------+
| Variable_name         | Value           |
+-----------------------+-----------------+
| transaction_isolation | READ-COMMITTED |
+-----------------------+-----------------+

• 不可重复读

事务A事务Bbegin;begin;SELECT * FROM user WHERE id=10;--UPDATE user SET age=12 WHERE id=10;SELECT * FROM user WHERE id=10;
读取不到事务B未提交的修改（age=10），没有出现脏读--commit;SELECT * FROM user WHERE id=10;
读取到了事务B已提交的修改（age=12），出现不可重复读-commit;

3. REPEATABLE READ（可重复读）

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
+-----------------------+-----------------+
| Variable_name         | Value           |
+-----------------------+-----------------+
| transaction_isolation | REPEATABLE-READ |
+-----------------------+-----------------+

事务A事务Bbegin;begin;SELECT * FROM user WHERE id=10;--UPDATE user SET age=13 WHERE id=10;SELECT * FROM user WHERE id=10;
读取不到事务B未提交的修改（age=12），没有出现脏读--commit;SELECT * FROM user WHERE id=10;
读取不到事务B已提交的修改（age=12），没有出现不可重复读-commit;

由于 MySQL 的 InnoDB 存储引擎通过 MVCC（多版本并发控制）和 Next-Key (临键锁) 很大程度上避免了幻读问题，所以无法演示大部分幻读现象，但是InnoDB 存储引擎并不能完全禁止幻读。

事务A事务Bbegin;begin;SELECT * FROM user WHERE id>30;--INSERT INTO user VALUES(60, 'J小静', '女', 10, '66666666666');-commit;SELECT * FROM user WHERE id>30;
读取不到事务B插入的记录，没有出现幻读-UPDATE user SET age=11 WHERE id=60;-SELECT * FROM user WHERE id>30;
读取到了事务B插入的记录，出现了幻读-commit;

4. SERIALIZABLE（串行化）

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
+-----------------------+-----------------+
| Variable_name         | Value           |
+-----------------------+-----------------+
| transaction_isolation | SERIALIZABLE |
+-----------------------+-----------------+

SERIALIZABLE 通过强制事务串行执行，避免了脏读、不可重复读和幻读的问题。

• 当事务A读取一条记录时，这条记录会被加上读锁（共享锁），其他事务可以查询这一条记录，但是无法修改

事务A事务Bbegin; SELECT * FROM user WHERE id=10;--SELECT * FROM user WHERE id=10;
执行成功-UPDATE user SET age=14 WHERE id=10;
阻塞

• 当事务A修改一条记录时，这条记录会被加上写锁（排它锁），其他事务都无法查询和修改这一条记录

事务A事务Bbegin;-UPDATE user SET age=14 WHERE id=10;--SELECT * FROM user WHERE id=10;
阻塞commit;--执行完成

• 当事务A读取范围记录时，该范围都会被加上读锁（共享锁），其他事务无法在该范围内添加、修改记录，也无法将范围外的记录修改为符合范围条件的记录。

事务A事务Bbegin;-SELECT * FROM user WHERE id>30;--INSERT INTO user VALUES(60, 'J小静', '女', 10, '66666666666');
阻塞commit;--执行完成事务A事务Bbegin;SELECT * FROM user WHERE id>30;--UPDATE user SET id=31 WHERE id=10;
阻塞commit;--执行完成