MySQL隔離級別的實現
雖然平時已經很少使用MySQL了，但是數據庫作為基本技能仍然不能忘，最近在學習數據庫隔離級別，在此寫下個人理解以備復習。
大家都知道數據庫事務ACID（原子性、一致性、隔離性和持久性）的四個特征，也知道數據庫存在三種並發問題（臟讀、不可重復讀、幻讀），以及針對性的四種隔離級別（讀未提交、讀已提交、可重復讀、序列化）。
| 解決與否 | 臟讀 | 不可重復讀 | 幻讀 |
| 讀未提交 | Yes | Yes | Yes |
| 讀已提交 | No | Yes | Yes |
| 可重復讀 | No | No | Yes |
| 串行化 | No | No | No |
特別提醒一句，隔離級別作用在連接（或會話）級別。客戶端每次連接數據庫的時候，都要根據自己對一致性的需求程度合理設置自己的事務隔離級別。
那麽問題來了，MySQL底層是采用何種技術來實現這四種隔離級別的呢？
讀未提交
MySQL全表的數據存儲在以主鍵為排序值的B+樹索引中，葉子節點存儲了相應主鍵的整行記錄。需要指出的是，葉子節點的數據都是最新的數據，可能是事務提交後的一致狀態，也可能是事務執行中的中間值（可能被回滾）。
當隔離級別設置為RU時：
- 所有的讀不加鎖，讀到的都是葉子節點上最新的值，性能最好。
- 所有的寫（更新、插入、刪除）加行級排斥鎖，不存在臟寫的問題，寫完就釋放鎖。
讀已提交
當隔離級別是RC和RR時，就要談到大名鼎鼎的MVCC（多版本控制） 技術。通過在每行加入若幹隱藏的字段，它實現了不加鎖的讀操作，性能較好。
- 先說RC級別的寫操作，MySQL依然加行級排斥鎖。事務開始時會往UNDO日誌中寫入當前的有效記錄值，B+樹葉子節點的隱藏列DATA_ROLL_PTR會存儲指向該UNDO記錄的指針。順著行的DATA_ROLL_PTR的指針形成一個鏈表，記錄該行數據的有效的歷史記錄。
- 再說不加鎖的讀操作，如果葉子節點正被其他事務鎖定，那麽MySQL順著葉子節點的DATA_ROLL_PTR指針找到上一個有效的歷史記錄即可。
可重復讀
在事務開始的時候，除了正常往UNDO日誌中寫回滾的數據外，會創建一個ReadView，記錄了當前活躍的其他事務的ID，其中最小值為Tmin，最大值為Tmax。
當執行SELECT操作時，MySQL順著行記錄的DATA_ROLL_PTR指針查找符合條件的歷史版本。這裏就用到了另一個隱藏列DATA_TRX_ID，其中存儲的是更新該記錄的事務ID（事務ID是全局遞增且唯一的）。如果DELETE_BIT為1，則代表ID為DATA_TRX_ID的事務對當前行執行了刪除。
掃描歷史版本串成的鏈表的過濾條件是：
- 如果當前記錄的DATA_TRX_ID小於Tmin（之前存在的數據），那麽由DELETE_BIT決定是否可見；否則，轉2。
- 如果當前記錄的DATA_TRX_ID小於Tmax，且不在活躍的事務ID集合中，那麽由DELETE_BIT決定是否可見視為可見；否則，轉3。
- 否則視為不可見，順著DATA_ROLL_PTR進入上一個歷史版本，或因為到頭而結束回溯。
因為插入的數據版本號要麽在活躍事務ID集合內、要麽大於當前事務ID，所以MVCC機制同時解決了幻讀問題。
需要指出的是，以上三個隔離級別中的讀均為普通的SELECT。如果用的是SELECT ... LOCK IN SHARE MODE或SELCT ... FOR UPDATE，均屬於當前讀。即加寫鎖，讀葉子節點最新值，如果更早的事務改了行值，依然會存在不可重復讀的情況。
在RR級別下，如果WHERE的條件列上有唯一索引，那麽MySQL只加行級鎖；如果是普通索引，會加間隙鎖來防止幻讀；如果沒有索引，就會采用表鎖，大大降低並發寫的能力。
串行化
讀寫均加表級的讀寫鎖即可，直接讀主鍵索引B+樹的葉子節點的最新數據。該級別下，數據一致性很強，但是並發寫的能力非常差。
MySQL隔離級別的實現