25transaction-isolation-level-and-mvcc.md

来自： 事务隔离级别和MVCC

事务并发执行遇到的问题

• 脏写 (Dirty Write)

  一个事务修改了另一个未提交事务修改过的数据

• 脏读 (Dirty Read)

  一个事务读到了另一个未提交事务修改过的数据

• 不可重复读 (Non-Repeatable Read)

  一个事务读到了另一个已经提交的事务修改过的数据，并且其他事务每对该数据进行一次修改并提交后，该事务都能读取到最新值

• 幻读 (Phantom)

  一个事务根据某些条件能够读取一些记录，之后另一个事务向表中插入了符合这些条件的数据，该事务根据同样的条件能够把另一个事务插入的数据读取出来

这些问题所造成的严重性如下：

脏写 > 脏读 > 不可重复读 > 幻读

SQL 标准中的四种隔离级别

• READ UNCOMMITTED : 未提交读
• READ COMMITTED : 已提交读
• REPEATABLE READ : 可重复读
• SERIALIZABLE : 可串行化

不同的隔离级别，并发事务可以发生不同严重程度的问题，如下：

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
READ UNCOMMITTED	可以	可以	可以
READ COMMITTED	不可以	可以	可以
REPEATABLE READ	不可以	不可以	可以
SERIALIZABLE	不可以	不可以	不可以

由于脏写带来的问题很严重，因此在哪种隔离级别中，都不允许出现

MySQL 中支持的四种隔离级别

MySQL 支持 SQL 标准中 4 种隔离级别，但是有些不一样。MySQL 在 REPEATABLE READ 隔离级别下，是可以禁止幻读问题的发生。

Oracle 只支持 READ COMMITTED 与 SERIALIZABLE 隔离级别

MySQL 默认的隔离级别为 REPEATABLE READ。

如何设置事务的隔离级别

SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION ISOLATION LEVEL level;

level 的取值为 : REPEATABLE READ | READ COMMITTED | READ UNCOMMITTED | SERIALIZABLE

• GOBAL (全局范围)
  • 只对执行完该语句之后产生的会话起作用
  • 当前已经存在的会话无效
• SESSION (会话范围)
  • 对当前会话的所有后续事务有效
  • 该语句可以在已经开启的事务中执行，不会影响当前正在执行的事务
  • 如果在事务之间执行，则对后续的事务有效
• 不指定上述两个关键字
  • 只对当前会话中下一个即将开启的事务有效
  • 下一个事务执行完后，后续事务将恢复到之前的隔离级别
  • 该语句不能在已经开启的事务中执行，会报错

MVCC原理

版本链

对于使用 InnoDB 存储引擎的表来说，它的聚簇索引记录中都包含两个必要的隐藏列 :

• trx_id : 每次一个事务对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把该事务的事务 id 赋值给 trx_id 隐藏列
• roll_pointer : 每次对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把旧的版本写入到 undo 日志中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，可以通过它来找到该记录修改前的信息

每次对记录进行改动，都会记录一条 undo 日志，每条 undo 日志也都有一个 roll_pointer 属性 (INSERT 操作对应的 undo 日志没有该属性，因为该记录并没有更早的版本)，可以将这些 undo 日志都连起来，串成一个链表，像下图一样：

对该记录每次更新后，都会将旧值放到一条 undo 日志中，就算是该记录的一个旧版本，随着更新次数的增多，所有的版本都会被 roll_pointer 属性连接成一个链表，我们把这个链表称之为版本链，版本链的头节点就是当前记录最新的值。另外，每个版本中还包含生成该版本时对应的事务 id。

ReadView

对于使用 READ UNCOMMITTED 隔离级别的事务来说，由于可以读到未提交事务修改过的记录，所以直接读取记录的最新版本就好了。 对于使用 SERIALIZABLE 隔离级别的事务来说，使用加锁的方式来访问记录。 对于使用 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 隔离级别的事务来说，都必须保证读到已经提交了的事务修改过的记录，也就是说假如另一个事务已经修改了记录但是尚未提交，是不能直接读取最新版本的记录的，核心问题就是：需要判断一下版本链中的哪个版本是当前事务可见的。

ReadView 中主要包含 4 个比较重要的内容 :

• m_ids : 表示在生成 ReadView 时当前系统中活跃的读写事务的事务 id列表

• min_trx_id : 表示在生成 ReadView 时当前系统中活跃的读写事务中最小的事务 id，也就是 m_ids 中的最小值

• max_trx_id : 表示生成 ReadView 时系统中应该分配给下一个事务的 id 值

• creator_trx_id : 表示生成该 ReadView 的事务的事务 id

  只有在对表中的记录做改动时 (执行 INSERT、DELETE、UPDATE 这些语句时) 才会为事务分配事务 id，否则在一个只读事务中的事务id值都默认为 0

有了 ReadView 后，在访问某条记录时，只需要按照下边的步骤判断记录的某个版本是否可见：

• 如果被访问版本的 trx_id 属性值与 ReadView 中的 creator_trx_id 值相同，意味着当前事务在访问它自己修改过的记录，所以该版本可以被当前事务访问
• 如果被访问版本的 trx_id 属性值小于 ReadView 中的 min_trx_id 值，表明生成该版本的事务在当前事务生成 ReadView 前已经提交，所以该版本可以被当前事务访问
• 如果被访问版本的 trx_id 属性值大于 ReadView 中的 max_trx_id 值，表明生成该版本的事务在当前事务生成 ReadView 后才开启，所以该版本不可以被当前事务访问
• 如果被访问版本的 trx_id 属性值在 ReadView 的 min_trx_id 和 max_trx_id 之间，那就需要判断一下 trx_id 属性值是不是在 m_ids 列表中，如果在，说明创建 ReadView 时生成该版本的事务还是活跃的，该版本不可以被访问；如果不在，说明创建 ReadView 时生成该版本的事务已经被提交，该版本可以被访问

在 MySQL 中，READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 隔离级别的的一个非常大的区别就是它们生成 ReadView 的时机不同 :

• READ COMMITTED —— 每次读取数据前都生成一个 ReadView
• REPEATABLE READ —— 只在第一次读取数据时生成一个 ReadView