事務不同的隔離級別實現原理

一、概述

MySQL數據庫有多種存儲引擎：比如：MyISAM、InnoDB、MERGE、MEMORY(HEAP)、BDB(BerkeleyDB)、EXAMPLE、FEDERATED、ARCHIVE、CSV、BLACKHOLE等等，最常見的也就是MyISAM和InnoDB了。

其中MylSAM是MySQL的默認搜索引擎，但是不支持事務，InnoDB支持事務。

 

一、AQS原理

AQS：AbstractQuenedSynchronizer抽象的隊列式同步器。是除了java自帶的synchronized關鍵字之外的鎖機制。
AQS的全稱為（AbstractQueuedSynchronizer），這個類在java.util.concurrent.locks包

AQS的核心思想是，如果被請求的共享資源空閑，則將當前請求資源的線程設置為有效的工作線程，並將共享資源設置為鎖定狀態，如果被請求的共享資源被占用，那么就需要一套線程阻塞等待以及被喚醒時鎖分配的機制，這個機制AQS是用CLH隊列鎖實現的，即將暫時獲取不到鎖的線程加入到隊列中

二、排它鎖（Exclusive Lock）

簡稱x鎖，又稱寫鎖、獨占鎖。

若事務T對數據對象A加上X鎖，則只允許T讀取和修改A，其他任何事物不能再對A加任何類型的鎖，直到T釋放A上的鎖。這就保證了其他事務在T釋放A上的鎖之前不能再讀取和修改A。

三、共享鎖（Share lock）

共享鎖(Share lock)，簡稱S鎖，又稱讀鎖，這個鎖和之前的排它鎖x鎖有區別，主要是讀取操作創建的鎖。其他用戶可以並發讀取數據，但任何事務都不能對數據進行修改（獲取數據上的排它鎖），直到已釋放所有共享鎖。

四、InnoDB的四種事務的隔離級別，分別是怎么實現的？

使用鎖機制和MVCC版本控制實現的

MVCC：

4.1、讀未提交

這種事務隔離級別下，select語句不加鎖

4.2、串行化

這種事務的隔離級別下，所有select語句都會被隱式的轉化為select ... in share mode。

這可能導致，如果有未提交的事務正在修改某些行，所有讀取這些行的select都會被阻塞住。

4.3、可重復讀

普通的select使用快照讀(snapshot read)，這是一種不加鎖的一致性讀(Consistent Nonlocking Read)，底層使用MVCC來實現

4.4、讀已提交

(1)普通讀是快照讀；

(2)加鎖的select, update, delete等語句，除了在外鍵約束檢查(foreign-key constraint checking)以及重復鍵檢查(duplicate-key checking)時會封鎖區間，其他時刻都只使用記錄鎖；

此時，其他事務的插入依然可以執行，就可能導致，讀取到幻影記錄。

 

總結

• 並發事務之間相互干擾，可能導致事務出現讀臟，不可重復度，幻讀等問題

• InnoDB實現了SQL92標准中的四種隔離級別

(1)讀未提交：select不加鎖，可能出現讀臟；

(2)讀提交(RC)：普通select快照讀，鎖select /update /delete 會使用記錄鎖，可能出現不可重復讀；

(3)可重復讀(RR)：普通select快照讀，鎖select /update /delete 根據查詢條件情況，會選擇記錄鎖，或者間隙鎖/臨鍵鎖，以防止讀取到幻影記錄；

(4)串行化：select隱式轉化為select ... in share mode，會被update與delete互斥；

• InnoDB默認的隔離級別是RR，用得最多的隔離級別是RC

概括來說，InnoDB實現的RR，通過鎖機制（包含next-key lock）、MVCC（包括數據的隱藏列、基於undo log的版本鏈、ReadView）等，實現了一定程度的隔離性，可以滿足大多數場景的需要。