mariadb事務隔離級別相關實驗

阿新 • • 發佈：2017-07-07

mariadb mysql 事務

關於SQL的隔離級別

SQL標準定義了4類隔離級別，如下所示：
1. Read Uncommitted (讀取未提交內容)
在該隔離級別，所有事務都可以看到其他未提交事務的執行結果。本隔離級別很少用於實際應用，因為它的性能也不比其他級別好多少。讀取未提交的數據，也被稱之為臟讀(Dirty Read)
　
2. Read Committed (讀取提交內容)
這是大多數數據庫系統的默認隔離級別(但不是MySQL默認的)。它滿足了隔離的簡單定義：一個事務只能看見已經提交事務所做的改變。這種隔離級別也支持所謂的不可重復讀(Nonrepeatable Read)，因為同一事務的其他實例在該實例處理其間可能會有新的commit，所以同一select可能返回不同結果。

　
3. Repeatable Read (可重復讀)
這是MySQL的默認事務隔離級別，它確保同一事務的多個實例在並發讀取數據時，會看到同樣的數據行。不過理論上，這會導致另一個棘手的問題：幻讀（Phantom Read）。簡單的說，幻讀指當用戶讀取某一範圍的數據行時，另一個事務又在該範圍內插入了新行，當用戶再讀取該範圍的數據行時，會發現有新的“幻影” 行。InnoDB和Falcon存儲引擎通過多版本並發控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）機制解決了該問題。
　
4. Serializable (可串行化)
這是最高的隔離級別，它通過強制事務排序，使之不可能相互沖突，從而解決幻讀問題。簡言之，它是在每個讀的數據行上加上共享鎖。在這個級別，可能導致大量的超時現象和鎖競爭。

在Mariadb中，這4種隔離級別有可能產生的問題如下圖所示：

技術分享

相關實驗　
下面分別針對不同的隔離狀態進行測試：
準備的環境如下所示：
在Mariadb服務器端，創建一個數據庫名為hldb，創建一個INNODB引擎的數據表名為test，並提前插入兩條數據

準備兩個MySQL客戶端線程，連接到服務器上面：

MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               5 |
+-----------------+


MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               6 |
+-----------------+

　　
1. Read uncommitted(讀未提交)
首先將兩個客戶端的隔離級別分別都設置為Read uncommitted模式：

MariaDB [hldb]> select connection_id();                       
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               5 |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> set @@session.tx_isolation=‘read-uncommitted‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select @@session.tx_isolation;                  
+------------------------+
| @@session.tx_isolation |
+------------------------+
| READ-UNCOMMITTED       |
+------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

......
......

MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               6 |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> set @@session.tx_isolation=‘read-uncommitted‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select @@session.tx_isolation;
+------------------------+
| @@session.tx_isolation |
+------------------------+
| READ-UNCOMMITTED       |
+------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

第一步，在再在id=6的客戶端上面(以後簡稱為id6)上面完成一次查詢。第二步，在兩個客戶端上面同時打開start transaction。第三步，兩個客戶端都打開了start transaction之後，再在id=5的客戶端上面(以後簡稱為id5)上面插入一條數據。第四步，在id5自身的會話上面再用select進行查詢。第五步，在id6會話上面用select進行查詢。

在id5上面看到的結果如下：

MariaDB [hldb]> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               5 |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 21 | b    |
+----+------+
2 rows in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> insert into test(nm) values(‘c‘);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 21 | b    |
| 22 | c    |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

在id6上面看到的結果如下：

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 21 | b    |
+----+------+
2 rows in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               6 |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 21 | b    |
| 22 | c    |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

結論：
可以看到，如果事務級別設定成為Read Uncommitted(讀未提交)，在id5的事務並未提交的狀態下，id6的事務是可以將其未提交的事務查詢到的。這種能夠讀取到未提交事務的現象，稱為臟讀

2. Read Committed (讀取提交內容)
將兩個客戶端的事務隔離級別均設定為Read Committed，並且查詢一下test數據表裏面的內容

MariaDB [hldb]> set @@session.tx_isolation=‘read-committed‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               5 |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 21 | b    |
| 22 | c    |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

......
......

MariaDB [hldb]> set @@session.tx_isolation=‘read-committed‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               6 |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 21 | b    |
| 22 | c    |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

第一步，在兩個客戶端上面開啟start transaction。第二步，在id5上面添加一條記錄，同時在id5, id6上面查詢。第三步，在id5上面刪除一條記錄，同時在id5, id6上面查詢。第四步，在id5上面提交事務，並且在id5, id6上面查詢。

在id5客戶端上面的操作結果如下所示：

第一步：
MariaDB [hldb]> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

第二步：
MariaDB [hldb]> insert into test(nm) values(‘d‘);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 21 | b    |
| 22 | c    |
| 23 | d    |
+----+------+
4 rows in set (0.00 sec)

第三步：
MariaDB [hldb]> delete from test where nm=‘b‘;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 22 | c    |
| 23 | d    |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

第四步：
MariaDB [hldb]> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 22 | c    |
| 23 | d    |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

在id6客戶端上面的操作如下所示：

第一步：
MariaDB [hldb]> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

第二步：
MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 21 | b    |
| 22 | c    |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

第三步：
MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 21 | b    |
| 22 | c    |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

第四步：
MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 22 | c    |
| 23 | d    |
+----+------+
3 rows in set (0.01 sec)

結論：
在Read Committed(讀取提交內容)的隔離級別下，解決了臟讀現象，但是帶來了另外一種現象：不可重復讀。id5事務提交的前後，id6在同一個事務中，所查詢到的內容不一致。

3. Repeatable Read(可重復讀)
首先將兩個客戶端的事務隔離級別都設置為Repeatable Read，並查詢test數據表裏面的內容：

MariaDB [hldb]> set @@session.tx_isolation=‘repeatable-read‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               5 |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

......
......
MariaDB [hldb]> set @@session.tx_isolation=‘repeatable-read‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               6 |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

第一步，在兩個客戶端上面開啟start transaction。第二步，在id5上面添加一條記錄，同時在id5, id6上面查詢。第三步，在id5上面刪除一條記錄，同時在id5, id6上面查詢。第四步，在id5上面提交事務，並且在id5, id6上面查詢。第五步，在id6上面提交事務，並且在id6上面查詢。

在id5客戶端上面的操作結果如下所示：

第一步：
MariaDB [hldb]> start transaction;               
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

第二步：
MariaDB [hldb]> insert into test(nm) values(‘b‘);  
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
| 25 | b    |
+----+------+
2 rows in set (0.00 sec)

第三步：
MariaDB [hldb]> delete from test where id=1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
| 25 | b    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

第四步：
MariaDB [hldb]> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
| 25 | b    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

在id6上面的操作結果如下所示：

第一步：
MariaDB [hldb]> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

第二步：
MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

第三步：
MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
+----+------+
1 row in set (0.01 sec)

第四步：
MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

第五步：
MariaDB [hldb]> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
| 25 | b    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

結論：
由上述實驗可以看出，事務隔離級別Repeatable read(可重復讀)和Read Committed(已提交讀)的不同之處在於，在同一事務環境下，前後兩次讀取的內容是一致的，而不受其他事務是否提交的影響。
註：
在Repeatable read(可重復讀)的條件下，有可能會出現Phantom Read(幻讀)現象。該現象可以通過模擬update來實現：
第一步，客戶端兩邊都開啟start transaction。第二步，在id6上面新增一個字段，並在id5和id6上面分別查詢。第三步，在id6上面提交，並在id5和id6上面分別查詢。第四步，在id5上面對所有行的nm字段進行更新，並在id5和id6上面分別查詢。
id6上面的結果如下所示：

第一步：
MariaDB [hldb]> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

第二步：
MariaDB [hldb]> insert into test(nm) values(‘b‘);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
|  2 | b    |
+----+------+
2 rows in set (0.00 sec)

第三步：
MariaDB [hldb]> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
|  2 | b    |
+----+------+
2 rows in set (0.00 sec)

在id5上面的操作如下所示：

第一步：
MariaDB [hldb]> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

第二步：
MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

第三步：
MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | a    |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

第四步：
MariaDB [hldb]> update test set nm=‘c‘;
Query OK, 2 rows affected (0.00 sec)
Rows matched: 2  Changed: 2  Warnings: 0

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
|  1 | c    |
|  2 | c    |
+----+------+
2 rows in set (0.00 sec)

可以看到，通過更新命令，在未結束的事務裏面竟然也讀到了“新的數據”，這便是一種Phantom Read(幻讀)。

4. Serializable(可序列化)
首先將兩個客戶端的事務隔離級別都設置為Serializable，並查詢test數據表裏面的內容：

MariaDB [hldb]> set @@session.tx_isolation=‘serializable‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               5 |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
| 26 | a    |
| 27 | b    |
+----+------+
2 rows in set (0.00 sec)

......
......


MariaDB [hldb]> set @@session.tx_isolation=‘serializable‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select connection_id();
+-----------------+
| connection_id() |
+-----------------+
|               6 |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
| 26 | a    |
| 27 | b    |
+----+------+
2 rows in set (0.00 sec)

第一步，在兩個客戶端上面開啟start transaction。第二步，在id5上面添加一條記錄，同時在id5, id6上查詢

在id5上面查詢的結果如下：

MariaDB [hldb]> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> insert into test(nm) values(‘c‘);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
+----+------+
| id | nm   |
+----+------+
| 26 | a    |
| 27 | b    |
| 28 | c    |
+----+------+
3 rows in set (0.00 sec)

在id6上面查詢的結果如下：

MariaDB [hldb]> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [hldb]> select * from test;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

由上述結果可以看到，在id5未提交事務之前，即使是select查詢操作，在其他事務裏面也是不允許執行的，只有等待id5提交事務之後，其他事務才可以進行更新或者修改的操作。

本文出自 “技術成就夢想” 博客，請務必保留此出處http://jiangche00.blog.51cto.com/4377920/1945249

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