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4種事務的隔離級別,InnoDB怎樣巧妙實現?

事務ACID特性,當中I代表隔離性(Isolation)。

 

什麼是事務的隔離性?

隔離性是指,多個使用者的併發事務訪問同一個資料庫時,一個使用者的事務不應該被其它使用者的事務干擾。多個併發事務之間要相互隔離。

 

一個事務怎麼會干擾其它事務呢?

咱們舉樣例來說明。假設有InnoDB表:

t(id PK, name);

 

表中有三條記錄:

1, shenjian

2, zhangsan

3, lisi

 

case 1

事務A,先執行,處於未提交的狀態:

insert into t values(4, wangwu);

 

事務B,後執行,也未提交:

select * from t;

 

假設事務B能夠讀取到(4, wangwu)這條記錄,事務A就對事務B產生了影響,這個影響叫做“讀髒”,讀到了未提交事務操作的記錄。

 

case 2

事務A,先執行:

select * from t where id=1;

 

結果集為:

1, shenjian

 

事務B,後執行。而且提交:

update t set name=xxoo where id=1;

commit;

 

事務A。再次運行同樣的查詢:

select * from t where id=1;

 

結果集為:

1, xxoo

 

這次是已提交事務B對事務A產生的影響。這個影響叫做“不可反覆讀”,一個事務內同樣的查詢。得到了不同的結果。

 

case 3

事務A,先執行:

select * from t where id>3;

 

結果集為:

NULL

 

事務B,後執行。而且提交:

insert into t values(4, wangwu);

commit;

 

事務A。首次查詢了id>3的結果為NULL,於是想插入一條為4的記錄:

insert into t values(4, xxoo);

 

結果集為:

Error : duplicate key!

 

事務A的內心OS是:你TM在逗我。查了id>3為空集,insert id=4告訴我PK衝突?

 

這次是已提交事務B對事務A產生的影響。這個影響叫做“幻讀”。

 

能夠看到,併發的事務可能導致其它事務:

  • 讀髒

  • 不可反覆讀

  • 幻讀

 

InnoDB實現了哪幾種事務的隔離級別?

依照SQL92標準。InnoDB實現了四種不同事務的隔離級別:

  • 讀未提交(Read Uncommitted)

  • 讀提交(Read Committed, RC)

  • 可反覆讀(Repeated Read, RR)

  • 序列化(Serializable)

 

不同事務的隔離級別,實際上是一致性與併發性的一個權衡與折衷

 

InnoDB的四種事務的隔離級別。各自是怎麼實現的?

InnoDB使用不同的鎖策略(Locking Strategy)來實現不同的隔離級別。

 

一。讀未提交(Read Uncommitted)

這樣的事務隔離級別下。select語句不加鎖。

畫外音:官方的說法是

SELECT statements are performed in a nonlocking fashion.

 

此時。可能讀取到不一致的資料,即“讀髒”。

這是併發最高,一致性最差的隔離級別。

 

二。序列化(Serializable)

這樣的事務的隔離級別下,全部select語句都會被隱式的轉化為select ... in share mode.

 

這可能導致。假設有未提交的事務正在改動某些行,全部讀取這些行的select都會被堵塞住。

畫外音:官方的說法是

To force a plain SELECT to block if other transactions have modified the selected rows.

 

這是一致性最好的,但併發性最差的隔離級別。

 

在網際網路大資料量,高併發量的場景下,差點兒不會使用上述兩種隔離級別

 

三,可反覆讀(Repeated Read, RR)

這是InnoDB預設的隔離級別,在RR下:


(1)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,具體的原理在《InnoDB併發如此高,原因居然在這?》中有具體的描寫敘述;

 

(2)加鎖的select(select ... in share mode / select ... for update), update, delete等語句。它們的鎖,依賴於它們是否在唯一索引(unique index)上使用了唯一的查詢條件(unique search condition),或者範圍查詢條件(range-type search condition):

  • 在唯一索引上使用唯一的查詢條件。會使用記錄鎖(record lock),而不會封鎖記錄之間的間隔,即不會使用間隙鎖(gap lock)與臨鍵鎖(next-key lock)

  • 範圍查詢條件。會使用間隙鎖臨鍵鎖。鎖住索引記錄之間的範圍,避免範圍間插入記錄。以避免產生幻影行記錄,以及避免不可反覆的讀

畫外音:這一段有點繞,多讀幾遍。


關於記錄鎖,間隙鎖,臨鍵鎖的很多其它說明。詳見《InnoDB。select為啥會堵塞insert?》。

 

四,讀提交(Read Committed, RC)

這是網際網路最經常使用的隔離級別,在RC下:


(1)普通讀是快照讀;


(2)加鎖的select, update, delete等語句。除了在外來鍵約束檢查(foreign-key constraint checking)以及反覆鍵檢查(duplicate-key checking)時會封鎖區間,其它時刻都僅僅使用記錄鎖;


此時,其它事務的插入依舊能夠執行,就可能導致。讀取到幻影記錄。


總結

  • 併發事務之間相互干擾。可能導致事務出現讀髒不可反覆度幻讀等問題

  • InnoDB實現了SQL92標準中的四種隔離級別

(1)讀未提交:select不加鎖。可能出現讀髒;

(2)讀提交(RC):普通select快照讀。鎖select /update /delete 會使用記錄鎖,可能出現不可反覆讀;

(3)可反覆讀(RR):普通select快照讀,鎖select /update /delete 依據查詢條件情況,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)序列化:select隱式轉化為select ... in share mode。會被update與delete相互排斥。

  • InnoDB預設的隔離級別是RR,用得最多的隔離級別是RC


也許有朋友問,為啥沒提到insert?能夠查閱《InnoDB併發插入,居然使用意向鎖?》。

 


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