【MySQL 数据库】MySQL事务管理(二)

📝事务隔离级别

如何理解隔离性1

• MySQL服务可能会同时被多个客户端进程(线程)访问，访问的方式以事务方式进行
• 一个事务可能由多条SQL构成，也就意味着，任何一个事务，都有执行前，执行中，执行后的阶段。而所谓的原子性，其实就是让用户层，要么看到执行前，要么看到执行后。执行中出现问题，可以随时回滚。所以单个事务，对用户表现出来的特性，就是原子性。
• 但，毕竟所有事务都要有个执行过程，那么在多个事务各自执行多个SQL的时候，就还是有可能会出现互相影响的情况。比如：多个事务同时访问同一张表，甚至同一行数据。
• 就如同你妈妈给你说：你要么别学，要学就学到最好。至于你怎么学，中间有什么困难，你妈妈不关心。那么你的学习，对你妈妈来讲，就是原子的。那么你学习过程中，很容易受别人干扰，此时，就需要将你的学习隔离开，保证你的学习环境是健康的。
• 数据库中，为了保证事务执行过程中尽量不受干扰，就有了一个重要特征：隔离性
• 数据库中，允许事务受不同程度的干扰，就有了一种重要特征：隔离级别

隔离级别

• 读未提交【Read Uncommitted】： 在该隔离级别，所有的事务都可以看到其他事务没有提交的执行结果。（实际生产中不可能使用这种隔离级别的），但是相当于没有任何隔离性，也会有很多
• 并发问题，如脏读，幻读，不可重复读等，我们上面为了做实验方便，用的就是这个隔离性。读提交【Read Committed】 ：该隔离级别是大多数数据库的默认的隔离级别（不是 MySQL 默认的）。它满足了隔离的简单定义:一个事务只能看到其他的已经提交的事务所做的改变。这种隔离级别会引起不可重复读，即一个事务执行时，如果多次 select， 可能得到不同的结果。
• 可重复读【Repeatable Read】： 这是 MySQL 默认的隔离级别，它确保同一个事务，在执行中，多次读取操作数据时，会看到同样的数据行。但是会有幻读问题。
• 串行化【Serializable】: 这是事务的最高隔离级别，它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决了幻读的问题。它在每个读的数据行上面加上共享锁，。但是可能会导致超时和锁竞争（这种隔离级别太极端，实际生产基本不使用）

隔离级别如何实现：隔离，基本都是通过锁实现的，不同的隔离级别，锁的使用是不同的。常见有，表锁，行锁，读锁，写锁，间隙锁(GAP),Next-Key锁(GAP+行锁)等。不过，我们目前现有这个认识就行，先关注上层使用。

查看与设置隔离性
以下是替换 tx_isolation 为 transaction_isolation 后的完整内容，保留原有逻辑和格式：

🌠 查看事务隔离级别

-- 查看
-- 查看全局隔离级别，替换 @@global.tx_isolation 为 @@global.transaction_isolation
mysql> SELECT @@global.transaction_isolation;  --查看全局隔离级别
+-------------------------------+
| @@global.transaction_isolation |
+-------------------------------+
| REPEATABLE-READ               |
+-------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

-- 查看会话（当前）隔离级别，替换 @@session.tx_isolation 为 @@session.transaction_isolation
mysql> SELECT @@session.transaction_isolation;  --查看会话(当前)隔离级别
+--------------------------------+
| @@session.transaction_isolation |
+--------------------------------+
| REPEATABLE-READ                |
+--------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

-- 默认同上，替换 @@tx_isolation 为 @@transaction_isolation
mysql> SELECT @@transaction_isolation;           --默认同上
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ         |
+-------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

-- 设置
-- 设置当前会话 or 全局隔离级别语法，语法本身无 tx_isolation ，无需替换，保持原逻辑
-- SET [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE}

-- 设置当前会话隔离性，另起一个会话，看不多，只影响当前会话，语法本身无 tx_isolation ，无需替换，保持原逻辑
mysql> set session transaction isolation level serializable; -- 串行化
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

验证会话隔离级别设置效果

-- 设置当前会话隔离性，另起一个会话，看不多，只影响当前会话，语法本身无 tx_isolation ，无需替换，保持原逻辑
mysql> set session transaction isolation level serializable; -- 串行化
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 查看全局隔离级别，替换 @@global.tx_isolation 为 @@global.transaction_isolation，全局隔离性还是RR 
mysql> SELECT @@global.transaction_isolation;  --全局隔离性还是RR
+-------------------------------+
| @@global.transaction_isolation |
+-------------------------------+
| REPEATABLE-READ               |
+-------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

-- 查看会话隔离级别，替换 @@session.tx_isolation 为 @@session.transaction_isolation，会话隔离性成为串行化 
mysql> SELECT @@session.transaction_isolation;  --会话隔离性成为串行化
+--------------------------------+
| @@session.transaction_isolation |
+--------------------------------+
| SERIALIZABLE                   |
+--------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

-- 默认同上，替换 @@tx_isolation 为 @@transaction_isolation 
mysql> SELECT @@transaction_isolation;           --同上
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| SERIALIZABLE           |
+-------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

设置全局隔离级别及验证

-- 设置全局隔离性，另起一个会话，会被影响，语法本身无 tx_isolation ，无需替换，保持原逻辑
mysql> set global transaction isolation level READ UNCOMMITTED;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 查看全局隔离级别，替换 @@global.tx_isolation 为 @@global.transaction_isolation 
mysql> SELECT @@global.transaction_isolation;
+-------------------------------+
| @@global.transaction_isolation |
+-------------------------------+
| READ-UNCOMMITTED              |
+-------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

-- 查看会话隔离级别，替换 @@session.tx_isolation 为 @@session.transaction_isolation 
mysql> SELECT @@session.transaction_isolation;
+--------------------------------+
| @@session.transaction_isolation |
+--------------------------------+
| READ-UNCOMMITTED               |
+--------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

-- 默认同上，替换 @@tx_isolation 为 @@transaction_isolation 
mysql> SELECT @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| READ-UNCOMMITTED        |
+-------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

-- 注意，如果没有现象，关闭mysql客户端，重新连接。 

🌠 读未提交【Read Uncommitted】

--几乎没有加锁，虽然效率高，但是问题太多，严重不建议采用
--终端A
-- 设置隔离级别为 读未提交
mysql> set global transaction isolation level read uncommitted;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

--重启客户端

mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| READ-UNCOMMITTED        |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select * from account;
ERROR 1046 (3D000): No database selected
mysql> select * from account;^C
mysql> use affairs;
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> select * from account;
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |   100.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> begin;			--开启事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)	

mysql> update account set blance=123.0 where id=1;	--更新指定行
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> 

--没有commit哦！！！

mysql> select * from account;	-读到终端A更新但是未commit的数据[insert，delete同样]
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |   100.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)
--一个事务在执行中，读到另一个执行中事务的更新(或其他操作)但是未commit的数据，这种现象叫做脏读
(dirty read)


--终端B
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |   123.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> 

🌠 读提交【Read Committed】

环境准备（终端 A 操作）

-- 设置全局事务隔离级别为读已提交（read committed）
set global transaction isolation level read committed;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 重启客户端后，查看 account 表初始数据
select * from account;  
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |   123.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

-- 手动开启事务，后续同步终端 B 事务操作
begin;  
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 更新张三的账户余额（事务内操作，未提交）
update account set blance=321.0 where id=1;  
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

-- 提交事务，使更新对其他会话可见
commit;  
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

终端 B 验证“不可重复读”现象

-- 手动开启事务，与终端 A 事务前后执行
begin;  
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 第一次查询（终端 A 未 commit 时），读取旧值
select * from account;  
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |   123.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

-- 终端 A commit 后，再次查询（同一事务内），读取新值  
-- 同一事务内，相同查询在不同时间得到不同结果，即“不可重复读（non repeatable read）”
select * from account;  
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |   321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

🌠可重复读【Repeatable Read】

以下是保持内容不变的分段整理，按操作场景和终端区分，便于阅读：

一、可重复读（REPEATABLE-READ）隔离级别下的更新操作演示

终端A操作

-- 设置全局隔离级别为可重复读（RR）
mysql> set global transaction isolation level repeatable read; -- 设置全局隔离级别RR
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

-- 关闭终端重启

-- 查看当前隔离级别，确认已设置为RR
mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |                                 -- 隔离级别RR
+-----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

-- 查看account表当前数据
mysql> select *from account;  -- 查看当前数据
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |   321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

-- 开启事务（终端B同步开启事务）
mysql> begin;                 -- 开启事务，同步的，终端B也开始事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 更新id=1的记录
mysql> update account set blance=4321.0 where id=1; -- 更新数据
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

-- 切换到终端B，查看另一个事务是否能看到

-- 提交事务
mysql> commit;  -- 提交事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 切换终端到终端B，查看数据。

终端B操作

-- 开启事务
mysql> begin; 
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 终端A事务提交前，查看数据（未更新）
mysql> select * from account; -- 终端A中事务 commit之前，查看当前表中数据，数据未更新
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |   321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

-- 终端A事务提交后，查看数据（仍未更新）
mysql> select * from account; -- 终端A中事务 commit 之后，查看当前表中数据，数据未更新
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |   321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

-- 可重复读特性说明
-- 可以看到，在终端B中，事务无论什么时候进行查找，看到的结果都是一致的，这叫做可重复读！

-- 结束事务
mysql> commit;          -- 结束事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 事务结束后，查看最新数据
mysql> select * from account;  -- 再次查看，看到最新的更新数据
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |  4321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

二、可重复读（REPEATABLE-READ）隔离级别下的插入操作与幻读问题

--------------------------------------------------------------------------------
-- 如果将上面的终端A中的update操作，改成insert操作，会有什么问题？？

终端A操作

-- 查看account表当前数据
mysql> select *from account;
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |   321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

-- 开启事务（终端B同步开启）
mysql> begin;           -- 开启事务，终端B同步开启
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 插入新记录
mysql> insert into account (id,name,blance) values(3, '王五', 5432.0);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

-- 切换到终端B，查看另一个事务是否能看到

-- 提交事务
mysql> commit; -- 提交事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 切换终端到终端B，查看数据。

-- 终端A提交后，自身查看数据（已包含新记录）
mysql> select * from account;
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |  4321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
|  3 | 王五   |  5432.00 |
+----+--------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)

终端B操作

-- 开启事务
mysql> begin;  -- 开启事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 终端A提交前，查看数据（无新记录）
mysql> select * from account; -- 终端A commit前 查看
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |  4321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

-- 终端A提交后，查看数据（仍无新记录）
mysql> select * from account; -- 终端A commit后 查看
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |  4321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

-- 多次查看及幻读问题说明
mysql> select * from account; -- 多次查看，发现终端A在对应事务中insert的数据，在终端B的事务周期中，也没有什么影响，也符合可重复的特点。但是，一般的数据库在可重复读情况的时候，无法屏蔽其他事务insert的数据(为什么？因为隔离性实现是对数据加锁完成的，而insert待插入的数据因为并不存在，那么一般加锁无法屏蔽这类问题),会造成虽然大部分内容是可重复读的，但是insert的数据在可重复读情况被读取出来，导致多次查找时，会多查找出来新的记录，就如同产生了幻觉。这种现象，叫做幻读(phantom read)。很明显，MySQL在RR级别的时候，是解决了幻读问题的(解决的方式是用Next-key锁(GAP+行锁)解决的。这块比较难，有兴趣同学了解一下)。
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |  4321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

-- 结束事务
mysql> commit;  -- 结束事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

-- 事务结束后，查看最新数据（包含新记录）
mysql> select * from account; -- 看到更新
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |  4321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
|  3 | 王五   |  5432.00 |
+----+--------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)

🌠串行化【serializable】

–对所有操作全部加锁，进行串行化，不会有问题，但是只要串行化，效率很低，几乎完全不会被采用

--终端A
mysql> set global transaction isolation level serializable;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| SERIALIZABLE    |
+-----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql> begin;                          --开启事务，终端B同步开启
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account; --两个读取不会串行化，共享锁
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |  4321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
|  3 | 王五   |  5432.00 |
+----+--------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> update account set blance=1.00 where id=1; --终端A中有更新或者其他操作，会阻塞。直到终端B事务提交。
Query OK, 1 row affected (18.19 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

--终端B
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account; --两个读取不会串行化
+----+--------+----------+
| id | name   | blance   |
+----+--------+----------+
|  1 | 张三   |  4321.00 |
|  2 | 李四   | 10000.00 |
|  3 | 王五   |  5432.00 |
+----+--------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> commit; --提交之后，终端A中的update才会提交。
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

总结:

• 其中隔离级别越严格，安全性越高，但数据库的并发性能也就越低，往往需要在两者之间找一个平衡点。
• 不可重复读的重点是修改和删除:同样的条件,你读取过的数据,再次读取出来发现值不一样了幻读的重点在于新增:同样的条件,第1次和第2次读出来的记录数不一样
• 说明:mysq1默认的隔离级别是可重复读,━般情况下不要修改
• 上面的例子可以看出，事务也有长短事务这样的概念。事务间互相影响，指的是事务在并行执行的时候，即都没有commit的时候，影响会比较大。
  
  一致性(Consistency)
• 事务执行的结果，必须使数据库从一个一致性状态，变到另一个一致性状态。当数据库只包含事务成功提交的结果时，数据库处于一致性状态。如果系统运行发生中断，某个事务尚未完成而被迫中断，而改未完成的事务对数据库所做的修改已被写入数据库，此时数据库就处于一种不正确(不一致)的状态。因此一致性是通过原子性来保证的。
• 其实一致性和用户的业务逻辑强相关，一般MySQL提供技术支持，但是一致性还是要用户业务逻辑做支撑，也就是，一致性，是由用户决定的。
• 而技术上，通过AID保证C

🌉脏读（Dirty Read）

• 定义：在一个事务中读取到了另一个事务未提交的数据 。简单来说，就是事务A读取了事务B已经修改但尚未提交的数据，之后若事务B回滚，那么事务A读取到的数据就是无效的、“脏”的。
• 示例：假设有两个事务，事务T1和事务T2， 表account中有一条记录，id = 1，balance（余额）为100元 。
  • 事务T1开启，执行UPDATE account SET balance = 200 WHERE id = 1;，此时balance在事务T1内被修改为200，但还未提交。
  • 事务T2开启，执行SELECT balance FROM account WHERE id = 1; ，读取到的balance值是200。
  • 接着事务T1发生错误回滚，balance恢复为100。但事务T2之前读取到的却是200，这就是脏读，T2读取到了未最终确定的数据。
• 影响： 脏读可能导致数据处理错误，比如在金融系统中，基于脏读的数据进行转账计算，会导致账户金额计算错误，破坏数据的一致性和准确性。

🌉幻读（Phantom Read）

• 定义：在一个事务中，多次执行相同的查询，在事务执行期间，由于其他事务插入了满足查询条件的新数据 ，导致每次查询的结果集不一样，就好像产生了幻觉，出现了“幻影”数据。幻读主要针对的是插入操作带来的数据不一致问题。
• 示例：还是以account表为例，假设表中有两条记录，id分别为1和2 。
  • 事务T1开启，执行SELECT * FROM account WHERE id > 0; ，得到包含两条记录的结果集。
  • 事务T2开启并执行INSERT INTO account (id, balance) VALUES (3, 300); ，然后提交事务。
  • 事务T1再次执行SELECT * FROM account WHERE id > 0; ，发现结果集中多了一条id = 3的记录，与第一次查询结果不同，这就是幻读现象。
• 影响：幻读会破坏事务的隔离性和一致性，例如在库存管理中，事务A查询出库存数量后准备进行修改，事务B插入了新的库存记录，事务A再次查询时库存数量发生变化，可能导致超卖等错误情况。

幻读:简单来说：

会造成虽然大部分内容是可重复读的，但是insert的数据在可重复读情况被读取出来，导致多次查这类问题，会查找出全新的记录，就如同产生了幻觉，这种现象，叫做幻读(phantom read)。

• 本质：
  同一事务内，多次查询相同条件，第一次查询到 N 条记录，后续查询却因其他事务插入数据，多出了新的记录（这些记录符合查询条件，但之前不存在），仿佛“幻觉般出现”，这就是幻读。

MySQL 的特殊处理：RR 级别解决幻读

很明显，MySQL在RR级别的时候，是解决了幻读问题的(解决的方式是用Next-key锁(GAP+行锁)解决的。这块比较难，有兴趣同学了解一下)。

• MySQL 的与众不同：
  多数数据库（如 Oracle ）的 RR 级别无法解决幻读，但 MySQL 的 RR 级别通过 Next-key Lock（临键锁，包含“行锁 + 间隙锁” ）解决了幻读。

• Next-key Lock 原理：

  • 行锁：锁住已有记录，防止修改。
  • 间隙锁（GAP Lock）：锁住“不存在的区间”，比如表中 id 是 1、3，间隙锁会锁住 (1,3) 区间，防止其他事务插入 id=2 的数据。
  • 结合两者，MySQL 在 RR 级别下，能阻止其他事务插入“符合查询条件”的新数据，从而避免幻读。

推荐阅读

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https://tech.meituan.com/2014/08/20/innodb-lock.html
https://www.cnblogs.com/aspirant/p/9177978.html

备注：
基本上，了解了上面的知识，在MySQL事务使用上，肯定没有问题。不过，这块设计很优秀，也是面试中可能
被问到的，一般学生，如果能说出上面的内容，就已经不错了。但是如果我们能更详细，更深入的谈论这个问
题，那么对我们的面试与学习肯定是大大的有帮助。
不过接下来的内容，会比较难一些，听的不明白，也没有太大问题。

—在RR级别的时候，多个事务的update，多个事务的insert,多个事
务的delete，是否会有加锁现象。
现象结果是，update，insert，delete之间是会有加锁现象的，但是select和这些操作是不冲突的。这就
是通过读写锁(锁有行锁或者表锁)+MVCC完成隔离性。

🚩总结