保姆級教程,終於搞懂臟讀、幻讀和不可重復讀了!


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在 MySQL 中事務的隔離級別有以下 4 種:

  1. 讀未提交(READ UNCOMMITTED)
  2. 讀已提交(READ COMMITTED)
  3. 可重復讀(REPEATABLE READ)
  4. 序列化(SERIALIZABLE)

MySQL 默認的事務隔離級別是可重復讀(REPEATABLE READ),這 4 種隔離級別的說明如下。

1.READ UNCOMMITTED

讀未提交,也叫未提交讀,該隔離級別的事務可以看到其他事務中未提交的數據。該隔離級別因為可以讀取到其他事務中未提交的數據,而未提交的數據可能會發生回滾,因此我們把該級別讀取到的數據稱之為臟數據,把這個問題稱之為臟讀。

2.READ COMMITTED

讀已提交,也叫提交讀,該隔離級別的事務能讀取到已經提交事務的數據,因此它不會有臟讀問題。但由於在事務的執行中可以讀取到其他事務提交的結果,所以在不同時間的相同 SQL 查詢中,可能會得到不同的結果,這種現象叫做不可重復讀。

3.REPEATABLE READ

可重復讀,是 MySQL 的默認事務隔離級別,它能確保同一事務多次查詢的結果一致。但也會有新的問題,比如此級別的事務正在執行時,另一個事務成功的插入了某條數據,但因為它每次查詢的結果都是一樣的,所以會導致查詢不到這條數據,自己重復插入時又失敗(因為唯一約束的原因)。明明在事務中查詢不到這條信息,但自己就是插入不進去,這就叫幻讀 (Phantom Read)。

4.SERIALIZABLE

序列化,事務最高隔離級別,它會強制事務排序,使之不會發生沖突,從而解決了臟讀、不可重復讀和幻讀問題,但因為執行效率低,所以真正使用的場景並不多。

簡單總結一下,MySQL 的 4 種事務隔離級別對應臟讀、不可重復讀和幻讀的關系如下:

事務隔離級別 臟讀 不可重復讀 幻讀
讀未提交(READ UNCOMMITTED)
讀已提交(READ COMMITTED) ×
可重復讀(REPEATABLE READ) × ×
串行化(SERIALIZABLE) × × ×

只看以上概念會比較抽象,接下來,咱們一步步通過執行的結果來理解這幾種隔離級別的區別。

前置知識

1.事務相關的常用命令

# 查看 MySQL 版本
select version();

# 開啟事務
start transaction;

# 提交事務
commit;

# 回滾事務
rollback;

2.MySQL 8 之前查詢事務的隔離級別

查看全局 MySQL 事務隔離級別和當前會話的事務隔離級別的 SQL 如下:

select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;

以上 SQL 執行結果如下圖所示:
image.png

3.MySQL 8 之后查詢事務的隔離級別

select @@global.transaction_isolation,@@transaction_isolation;

4.查看連接的客戶端詳情

每個 MySQL 命令行窗口就是一個 MySQL 客戶端,每個客戶端都可以單獨設置(不同的)事務隔離級別,這也是演示 MySQL 並發事務的基礎。以下是查詢客戶端連接的 SQL 命令:

show processlist;

以上 SQL 執行結果如下:
image.png

5.查詢連接客戶端的數量

可以使用以下 SQL 命令,查詢連當前接 MySQL 服務器的客戶端數量:

show status like 'Threads%';

以上 SQL 執行結果如下:
image.png

6.設置客戶端的事務隔離級別

通過以下 SQL 可以設置當前客戶端的事務隔離級別:

set session transaction isolation level 事務隔離級別;

事務隔離級別的值有 4 個:READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ、SERIALIZABLE。

7.新建數據庫和測試數據

創建測試數據庫和表信息,執行 SQL 如下:

-- 創建數據庫
drop database if exists testdb;
create database testdb;
use testdb;
-- 創建表
create table userinfo(
  id int primary key auto_increment,
  name varchar(250) not null,
  balance decimal(10,2) not null default 0
);
-- 插入測試數據
insert into userinfo(id,name,balance) values(1,'Java',100),(2,'MySQL',200);

創建的表結構和數據如下:
image.png

8.名稱約定

接下來會使用兩個窗口(兩個客戶端)來演示事務不同隔離級別中臟讀、不可重復讀和幻讀的問題。其中左邊的黑底綠字的客戶端下文將使用“窗口 1”來指代,而右邊的藍底白字的客戶端下文將用“窗口 2”來指代,如下圖所示:
image.png

臟讀

一個事務讀到另外一個事務還沒有提交的數據,稱之為臟讀。
臟讀演示的執行流程如下:

執行步驟 客戶端1(窗口1) 客戶端2(窗口2) 說明
第 1 步 set session transaction isolation level read uncommitted;start transaction;select * from userinfo; 設置事務隔離級別為讀未提交;開啟事務;查詢用戶列表,其中 Java 用戶的余額為 100 元。
第 2 步 start transaction;update userinfo set balance=balance+50 where name='Java'; 開啟事務;給 Java 用戶的賬戶加 50 元;
第 3 步 select * from userinfo; 查詢用戶列表,其中 Java 用戶的余額變成了 150 元。

臟讀演示步驟1

設置窗口 2 的事務隔離級別為讀未提交,設置命令如下:

set session transaction isolation level read uncommitted;

PS:事務隔離級別讀未提交存在臟讀的問題。

然后使用命令來檢查當前連接窗口的事務隔離界別,如下圖所示:
image.png
開啟事務並查詢用戶列表信息,如下圖所示:
image.png

臟讀演示步驟2

在窗口 1 中開啟一個事務,並給 Java 賬戶加 50 元,但不提交事務,執行的 SQL 如下:
image.png

臟讀演示步驟3

在窗口 2 中再次查詢用戶列表,執行結果如下:
image.png
從上述結果可以看出,在窗口 2 中讀取到了窗口 1 中事務未提交的數據,這就是臟讀。

不可重復讀

不可重復讀是指一個事務先后執行同一條 SQL,但兩次讀取到的數據不同,就是不可重復讀。
不可重復讀演示的執行流程如下:

執行步驟 客戶端1(窗口1) 客戶端2(窗口2) 說明
第 1 步 set session transaction isolation level read committed;start transaction;select * from userinfo; 設置事務隔離級別為讀已提交;開啟事務;查詢用戶列表,其中 Java 用戶的余額是 100 元。
第 2 步 start transaction;update userinfo set balance=balance+20 where name='Java';commit; 開啟事務;給 Java 用戶的余額加 20 元;提交事務。
第 3 步 select * from userinfo; 查詢用戶列表,其中 Java 用戶的余額變成了 120 元。

窗口 2 同一個事務中的兩次查詢,得到了不同的結果這就是不可重復讀,具體執行步驟如下。

不可重復讀演示步驟1

設置窗口 2 的事務隔離級別為讀已提交,設置命令如下:

set session transaction isolation level read committed;

PS:讀已提交可以解決臟讀的問題,但存在不可重復讀的問題。

使用命令來檢查當前連接窗口的事務隔離界別,如下圖所示:
image.png
在窗口 2 中開啟事務,並查詢用戶表,執行結果如下:
image.png
此時查詢的列表中,Java 用戶的余額為 100 元。

不可重復讀演示步驟2

在窗口 1 中開啟事務,並給 Java 用戶添加 20 元,但不提交事務,再觀察窗口 2 中有沒有臟讀的問題,具體執行結果如下圖所示:
image.png
從上述結果可以看出,當把窗口的事務隔離級別設置為讀已提交,已經不存在臟讀問題了。
接下來在窗口 1 中提交事務,執行結果如下圖所示:
image.png

不可重復讀演示步驟3

切換到窗口 2 中再次查詢用戶列表,執行結果如下:
image.png
從上述結果可以看出,此時 Java 用戶的余額已經變成 120 元了。在同一個事務中,先后查詢的兩次結果不一致就是不可重復讀。

不可重復讀和臟讀的區別

臟讀可以讀到其他事務中未提交的數據,而不可重復讀是讀取到了其他事務已經提交的數據,但前后兩次讀取的結果不同。

幻讀

幻讀名如其文,它就像發生了某種幻覺一樣,在一個事務中明明沒有查到主鍵為 X 的數據,但主鍵為 X 的數據就是插入不進去,就像某種幻覺一樣。
幻讀演示的執行流程如下:

執行步驟 客戶端1(窗口1) 客戶端2(窗口2) 說明
第 1 步 set session transaction isolation level repeatable read;start transaction;select * from userinfo where id=3; 設置事務隔離級別為可重復讀;開啟事務;查詢用戶編號為 3 的數據,查詢結果為空。
第 2 步 start transaction;insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100);commit; 開啟事務;添加用戶,用戶編號為 3;提交事務。
第 3 步 insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100); 窗口 2 添加用戶編號為 3 的數據,執行失敗。
第 4 步 select * from userinfo where id=3; 查詢用戶編號為 3 的數據,查詢結果為空。

具體執行結果如下步驟所示。

幻讀演示步驟1

設置窗口 2 為可重復讀,可重復有幻讀的問題,查詢編號為 3 的用戶,具體執行 SQL 如下:

set session transaction isolation level repeatable read;
start transaction;
select * from userinfo where id=3;

以上 SQL 執行結果如下圖所示:
image.png
從上述結果可以看出,查詢的結果中 id=3 的數據為空。

幻讀演示步驟2

開啟窗口 1 的事務,插入用戶編號為 3 的數據,然后成功提交事務,執行 SQL 如下:

start transaction;
insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100);
commit;

以上 SQL 執行結果如下圖所示:
image.png

幻讀演示步驟3

在窗口 2 中插入用戶編號為 3 的數據,執行 SQL 如下:

insert into userinfo(id,name,balance) values(3,'Spring',100);

以上 SQL 執行結果如下圖所示:
image.png
添加用戶數據失敗,提示表中已經存在了編號為 3 的數據,且此字段為主鍵,不能添加多個。

幻讀演示步驟4

在窗口 2 中,重新執行查詢:

select * from userinfo where id=3;

以上 SQL 執行結果如下圖所示:
image.png/
在此事務中查詢明明沒有編號為 3 的用戶,但插入的時候卻卻提示已經存在了,這就是幻讀。

不可重復讀和幻讀的區別

二者描述的則重點不同,不可重復讀描述的側重點是修改操作,而幻讀描述的側重點是添加和刪除操作。

總結

本文演示了 MySQL 的 4 種事務隔離級別:讀未提交(有臟讀問題)、讀已提交(有不可重復讀的問題)、可重復讀(有幻讀的問題)和序列化,其中可重復讀是 MySQL 默認的事務隔離級別。臟讀是讀到了其他事務未提交的數據,而不可重復讀是讀到了其他事務已經提交的數據,但前后查詢的結果不同,而幻讀則是明明查詢不到,但就是插入不了。

是非審之於己,毀譽聽之於人,得失安之於數。

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