浅谈mysql中不同事务隔离级别下数据的显示效果

事务的概念

事 务是一组原子性的SQL查询语句，也可以被看做一个工作单元。如果数据库引擎能够成功地对数据库应用所有的查询语句，它就会执行所有查询，如果任何一条查 询语句因为崩溃或其他原因而无法执行，那么所有的语句就都不会执行。也就是说，事务内的语句要么全部执行，要么一句也不执行。

事务的特性：acid，也称为事务的四个测试(原子性，一致性，隔离性，持久性)

automicity：原子性，事务所引起的数据库操作，要么都完成，要么都不执行
consisitency：一致性，事务执行前的总和和事务执行后的总和是不变的
isolation：隔离性， 某个事务的结果只有在完成之后才对其他事务可见
durability：持久性，一旦事务成功完成，系统必须保证任何故障都不会引起事务表现出不一致性

事务的状态：
    活动
    部分提交
    失败
    中止
    提交

事务在某一时刻，一定处于上边五种状态中的一种，事务各状态之间的转换如下所示：

事务并发导致的问题

脏读(Drity Read)：某个事务已更新一份数据，另一个事务在此时读取了同一份数据，由于某些原因，前一个RollBack了操作，则后一个事务所读取的数据就会是不正确的。

不可重复读(Non-repeatable read):在一个事务的两次查询之中数据不一致，这可能是两次查询过程中间插入了一个事务更新了原有的数据。

幻读(Phantom Read):在一个事务的两次查询中数据不一致，例如有一个事务查询了几列(Row)数据，而另一个事务却在此时插入了新的几列数据，先前的事务在接下来的查询中，就会发现有几列数据是它先前所没有的。

并发控制
多版本并发控制： Multiversion concurrency control，MVCC
    每个用户操作数据时都是源数据的时间快照，当用户操作完成后，依据各快照的时间点在合并到源数据中

锁：要想实现并发控制，最简单的实现机制就是锁(MVCC采用的不是锁机制)。

    读锁：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

    写锁：独占锁，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

锁粒度：从大到小，MySQL服务器仅支持表级锁，行锁需要存储引擎完成。

    表锁：锁定某个表
    页锁：锁定某个页
    行锁：锁定某行

粒度越精细，并发性越好。即行锁的并发性最好，但需要存储引擎的支持。

事务的四种隔离级别

读未提交(read uncommitted): 允许脏读，也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数据

读提交(read committed): 只能读取到已经提交的数据。oracle等多数数据库默认都是该级别

可重读(repeatable read): 在同一个事务内的查询都是事务开始时刻一致的，innodb的默认级别。在SQL标准中，该隔离级别消除了不可重复读，但是还存在幻象读

可串行(serializable): 完全串行化的读，每次读都需要获得表级共享锁，读写相互都会阻塞

在MySQL中，在并发控制情况下，不同隔离级别分别有可能产生问题如下所示：

上边之所以介绍那么多理论知识，是为了便于理解。在上边的表格中已经列出来了，在不同隔离级别下，数据的显示效果可能出现的问题，现在在linux上安装好mysql，通过我们的实验来一起看一下在不同隔离级别下数据的显示效果吧。

实验环境：

linux系统：RedHat 5.8

linux内核：linux-2.6.18-308.el5

mysql版本：mysql-5.6.10-linux-glibc2.5-i686

本次实验的所有操作均在虚拟机中完成，通过Xmanager连接虚拟机，然后打开两个会话连接，在两个会话中，同时更改隔离级别，然后查看数据的显示效果。

本
次实验中mysql采用源码编译安装的方式安装mysql，你也可以使用rpm包的方式直接安装mysql。具体源码安装的方式及过程，这里不再演示，在
前面的博客中，我已经介绍了很多次。如果你采用源码编译安装的方式，不知道如何安装mysql，可参看我以前写的博客，里边都有介绍。采用源码编译安装的
方式，在mysql的配置文件中，最好启用每表一个表空间。这里我们直接启用。

因为是实验，这里没有对mysql设置密码，因此，我们直接使用命令进入mysql。命令及显示效果如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

[root@mysql ~]# mysql -uroot -p       #使用该命令进入mysql，因为没有设置密码，在要求输入密码时直接按回车键即可 Enter password: Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g. Your MySQL connection id is 2 Server version: 5.6.10 MySQL Community Server (GPL) Copyright (c) 2000, 2013, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its affiliates. Other names may be trademarks of their respective owners. Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement. mysql> show variables like '%iso%';            #查看mysql默认的事务隔离级别，默认为可重读。也可以使用select @@tx_isolation命令查看 +-----------------+------------------+ | Variable_name   | Value            | +-----------------+------------------+ | tx_isolation    | REPEATABLE-READ  |          +-----------------+------------------+ 1 row in set (0.36 sec) mysql> show databases;    #查看系统已经存在的数据库 +---------------------+ | Database            | +---------------------+ | information_schema  | | mysql               | | performance_schema  | | test                | +---------------------+ 4 rows in set (0.00 sec) 现在导入我们实验所使用的数据库。 [root@mysql ~]# mysql < jiaowu.sql     #导入实验所用的jiaowu数据库 [root@mysql ~]# mysql -uroot -p      Enter password: Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g. Your MySQL connection id is 7 Server version: 5.6.10 MySQL Community Server (GPL) Copyright (c) 2000, 2013, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its affiliates. Other names may be trademarks of their respective owners. Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement. mysql> show databases;         #查看导入的jiaowu数据库是否存在 +----------------------+ | Database             | +----------------------+ | information_schema   | | jiaowu               | | mysql                | | performance_schema   | | test                 | +----------------------+ 5 rows in set (0.01 sec)

我
们在mysql命令界面下，没有明确启用事务时，输入的每个命令都是直接提交的，因为mysql中有个变量的值，可实现自动提交。也就是说我们每输入一个
语句，都会自动提交，这会产生大量的磁盘IO，降低系统的性能。在我们做实验时，因为我们要明确使用事务，所以，建议关闭自动提交的功能，如果不关闭也没
有关系，但是如果你没有明确使用事务，想要做下边的实验，那就需要关闭此功能了。这里，我们明确使用事务，且关闭自动提交功能。假如你关闭了自动提交功
能，需明确使用事务，否则你输入的所有语句会被当成一个事务进行处理。命令如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

mysql> select @@autocommit;        #查看该值，为1表示启动自动提交 +--------------+ | @@autocommit | +--------------+ |      1       | +--------------+ 1 row in set (0.00 sec) mysql> set autocommit=0;          #关闭自动提交功能 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select @@autocommit;     #重新查看该值，为0表示关闭自动提交功能 +--------------+ | @@autocommit | +--------------+ |       0      | +--------------+ 1 row in set (0.00 sec)

现在打开两个会话，在这两个会话中分别进入mysql，首先记得要就修改两个回话中的autocommit变量，关闭自动提交功能，然后查看事务的隔离级别，默认为REPEATABLE-READ。在两个会话中都需要修改隔离级别。我们先从最低的隔离级别开始演示。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

mysql> select @@tx_isolation; +-------------------+ | @@tx_isolation    | +-------------------+ | REPEATABLE-READ   | +-------------------+ 1 row in set (0.00 sec) mysql> set tx_isolation='read-uncommitted';    #修改隔离级别，将隔离级别可重读改为读未提交 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select @@tx_isolation; +-------------------+ | @@tx_isolation    | +-------------------+ | READ-UNCOMMITTED  | +-------------------+ 在两个回话中，修改完隔离级别后，使用导入的数据库，用tutors表来验证显示效果。 mysql> use jiaowu;           #使用jaiowu数据库 Reading table information for completion of table and column names You can turn off this feature to get a quicker startup with -A Database changed mysql> show tables;       #查看该数据库中都有那些表 +-------------------+ | Tables_in_jiaowu  | +-------------------+ | courses           | | scores            | | students          | | tutors            | +-------------------+ 4 rows in set (0.00 sec)

在
会话1中，我们来修改tutors中的数据，在会话2中我们来查看数据，看会是什么情况。本打算使用tutors表来演示下边的实验，但修改完数据截图时
比较麻烦，所以，自己就写了个脚本，比着tutors表的各字段创建了一个新表teachers。脚本写的有点拙劣，有兴趣可自己动手写个更好的脚本来实
现创建及插入数据。创建表及插入数据的脚本如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

#!/bin/bash # #Author: hulunbeier, http://lq2419.blog.51cto.com/ #Description: creating table and inserting data # let B=0 mysql -e "use jiaowu;create table teachers like tutors;" read -p "Input a number to create NUMBER data. You choice : "  NUM          #执行该脚本是，会让输入一个数字，因为是实验，所以我们这里进插入5行数据，读者可自行修改 for I in `seq 1 $NUM`; do     NAME=tech$I     A=`echo $RANDOM/365 | bc`      until [ $A -ge 40 ] && [ $A -le 100 ]; do           A=`echo $RANDOM/365 | bc`      done     B=`echo $RANDOM%2 | bc`     if [ $B = 0 ]; then         GD=F     else         GD=M     fi     mysql -e "insert into jiaowu.teachers (Tname,Gender,Age) values ('$NAME','$GD',$A);"      echo "create tech$I success." done

执行上边的脚本即可创建相应表及插入数据。查看下我们创建的新表是否成功，里边是否有数据。查询命令及显示结果如下所示：

创建的新表已经存在，且插入数据也已成功，现在我们就用teachers表来演示以下各实验。演示实验从低隔离级别开始，到高隔离级别结束。

Read-uncommitted：读未提交

首先，修改两个会话中的自动提交功能，将其关闭，然后修改系统默认的隔离级别，从低级别开始，将默认的可重读改为读未提交。

 

以
上修改在两个会话中完成后，我们明确启动事务，查询下表中的所有数据信息，显示TID为5的老师的年龄为61，然后在会话1中更新teachers表中
TID为5的老师的年龄，将原来的61改为50，接着，在两个会话中在重新查询下所有的数据，看TID为5的老师的年龄是多少。命令及显示效果如下所示：

 

当
我们在会话1中使用rollback回滚之后，再在两个会话中查看数据，发现还是61。从上边两个会话的显示效果，可以看到，在隔离级别为读未提交时，当
我们开启一个事务时，在该事务中修改了某个数据行的信息，且在该事务中，并未提交，但在另一个事务中，如果都是对同一个数据集的操作，会发现我们前后两次
查询的结果不一样了，在同一个事务中，两次查询得到的结果不一样，这种情况是不允许出现。此时就出现了脏读、不可重复读及幻读的现象。

Read-committed：读提交

首先在上边修改的基础上再次修改隔离级别，将读未提交改为读提交。然后，我们还去修改TID为5的老师的年龄，将61改为40。接着，在两个会话中再次查看显示效果。命令及显示效果如下所示：

现
在，在会话1中，我们使用commit命令提交事务，然后再会话2中，查看下显示效果，看又是怎么样的。结果会发现，在会话2中，TID为5的老师的年龄
变成了40。从上边的显示效果，会发现，当隔离级别为read-committed(读提交)时，当我们在会话1中开启事务，并修改了某一行数据的信息
时，在会话1中可以看到修改后的效果，但在会话2中并不会看到修改后的结果。当我们在会话1中提交事务后，在再会话2中查询，会发现，跟我们上次查询的不
一样了，显示的是会话1修改后的结果。在该隔离级别下，虽然可以避免脏读的现象发生，但还是会出现不可重复读和幻读的现象。

Repeatable-read：可重读

首先修改隔离级别，将读提交改为可重读。然后，在会话1中，依然修改TID为5的老师的年龄，将其年龄改为60。最后，两个会话中再来查看结果。

从
上边的显示结果会发现，在该隔离级别下，当我们在会话1中修改了某个值时，会话1会立即显示修改后的结果，而会话2中不会显示。当我们在会话1中提交事务
后，得到永久结果，在会话1中在查看，还是修改后的结果，但在会话2中，还是原来的结果。但当我们在会话2中提交事务后，再来查询，发现是会话1中修改后
的结果，在会话2中，我们没做任何修改，我一提交事务，发现，数据竟然变了。起码，事务提交前和提交后看到的数据是不一样的。此时就出现了幻读的现象。

Serializable：可串行

首先，我们依然修改隔离级别，将可重读改为可串行。然后再会话1中，启动事务，并将TID为5的老师的年龄由60改为100，然后，在会话1和2中查看。在没有启动事务前，我们先来看下TID为5的老师年龄是多少。

在
上边的显示效果中，发现，在可串行隔离级别下，当我们启动两个事务时，如果在其中一个事务中，修改了某个数据行，在另一个事务中，我们是无法查询到该数据
集的信息的，也就是说系统不会显示出任何信息，除非在修改的事务中，我们提交了，或者是执行了rollback命令。假如在修改的事务中，我们既没有执行
commit命令提交，也没有执行rollback命令回滚，那么，在另一个事务中，当我们查询时，会一直卡着不动，直到锁时间超时，然后提示我们重新开
启事务。在上图中，发现，在会话1中，当我们启动一个事务，并修改了一个数据后，在会话2中，我们是不能查询到任何信息的，当我们在会话1中执行了
rollback命令后，会话2中才会显示查询结果，此时的查询所用时间会比以前查询所用时间长很多。因为在可串行级别下，是不允许通知开启多个事务的，
或者说是不允许对同一个数据集执行任何操作的。此时，既不会出现脏读、不可重复读，也不会出现幻读现象。但是此时的并发性会受影响。

综
上所述，在低隔离级别下，当有多个事务并发执行时，虽然会产生很多问题，如脏读、不可重复读、幻读等现象，但事务的并发性较好，可同时执行多个事务；在高
隔离级别下，当有多个事务并发执行时，因在高隔离级别下，不支持多事务并发执行，虽然不会出现诸如脏读、不可重复读及幻读等现象，但并发性较低。
InnoDB默认的隔离级别是repeatable-read(可重读)，而在大多数的数据库中，oracle等多数数据库，一般默认的隔离级别是
read-committed(读提交)。一般来说在实际应用中，除了在银行、股票等对数据安全要求较高的场景外，必须使用较高隔离级别外，其他对数据要
求不高的场合，可采用低隔离级别，以提高并发性。然而，究竟哪种隔离级别更适合，那就需要看你对数据的安全性要求有多高了。

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