手把手带你探索 MySQL 事务的隔离(上)

本文涉及的产品
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云数据库 RDS PostgreSQL,高可用系列 2核4GB
简介: 手把手带你探索 MySQL 事务的隔离

开篇声明,这篇文章是最近学习极客专栏后所写的,文中部分内容和图片来自于极客专栏。学习的最好方式就是把自己学的东西通过文字表现出来,并传递给他人。本篇文章会从理论到实践一步步验证。本文默认 InnoDB 引擎。


事务的概念


日常开发的时候,对事务再熟悉不过了吧。典型的一个事务场景就是转账功能吧。A 账户有 100 元,B 账户有 0 元。当前 A 给 B 转账 100 元。转账过程中涉及到查余额,做加减账户余额,这些操作必须都是一体的。余额大于等于转账金额才能进行转账,从 A 账户减 100,往 B 账户加 100,如果这个时候,给 B 加 100 成功了,A 账户还没减,我完全可以利用时间差再转一次钱,这时候多出来的 100 不就乱了嘛。所以说在上述整个操作中,要么全做 (A-100, B+100), 要么什么都别动,不能只动一边,保证数据原子性。就像你被带绿帽的同时总有另一个人给你带绿帽,是一个道理,话糙理不糙。


简单的说,为了保证数据的一致性和正确性,数据库必须保证事务具有四个性质 ACID (原子性,一致性,隔离性,持续性)。接下来会使用例子来理解隔离性。隔离性又是什么呢?还是上个例子,如果我在上面操作的时候,有其他的操作插入进来修改 A 或者 B 金额,那么就会导致数据错乱,(就像 emmm........,算了不开车了)所以事务之间要进行隔离。


隔离性与隔离级别


我们应该知道,事务之间的隔离,隔离的越严实,相应的效率也会越低,所以在操作的过程中,需要针对当前的环境,寻找一个平衡点。标准的事务隔离包括读未提交,读已提交,可重复读以及可串行性。


读未提交:一个事务做的操作还未提交,它做的变更就能被其他事务看到。


读已提交:一个事务做的操作要等到他提交了事务之后才能被其他事务看到


可重复读: 一个事务在执行过程中看到的数据,总是和它在启动的时候看到的数据是一样的。当然它自己未提交的事务对其他事务来说也是不可见的。


可串行性:对于同一行数据,写会加 “写” 锁,读会加 "读" 锁,当出现读写冲突的时候,后一个事务必须等待前一个事务提交事务,才能进行。


下面来实践一个例子说明以上的内容。我们先创建一个表,并往其插入一条数据。


1668577315305.jpg


MySQL 的默认隔离级别是可重复读。可以使用命令查看一下。确实是可重复读。通过修改隔离级别来验证以上的内容。


1668577329643.jpg


我们先修改成读未提交,跑命令,然后查看是否修改成功。


1668577338382.jpg


我们同时开启两个窗口,代表着两个事务,来验证隔离级别为读未提交的情况下,其他事务是否可以查看到未提交事务的更改数据。


1668577347944.jpg


窗口 1 在修改完值后并未提交事务,但是此时在窗口 2 事务中查询已经可以看到窗口 1 修改的值。这里开启事务我使用了

start transaction with consistent snapshot

因为在 MySQL 中,begin/start transaction 并不是真正开启事务,而是在执行 InnoDB 的第一句语句的时候,事务才真正的启动。如果你想马上开启事务,那么使用上面的语句。


接下来我们把隔离修改成读已提交。把 c=2 重新修改成 c=1,但是修改过程中不提交事务,看另一个事务是否对修改可见。


1668577372561.jpg


查看结果,可以看到当在读已提交的隔离下,另一个事务看不到未提交事务的修改。


1668577382701.jpg


我们可以接着看,把修改的事务提交之后,再进行查询。可以很清楚的看到,在事务 commit 之后,另一个事务再查询能看到对应修改的值。\


1668577392661.jpg


接下来我们主要再看一下可串行性。首先我们修改对应的 Mysql 的隔离级别,然后开始执行。同时开启两个事务,查询的时候没有问题,当其中一个事务准备更新数据的时候,被锁住了,光标停止不动。


1668577401673.jpg


此时需要 commit 其中一个事务释放锁,另一个事务才可以执行操作。但是对于此时的改动,其他事务并不能看见,因为修改的事务并未提交。但是对于自己来说,我修改的东西当然可见 (涉及到之后的知识),等到修改事务 commit 提交的时候,那么再次查询就可以看见修改的操作了。


1668577409860.jpg

1668577417278.jpg


理解了事务隔离的级别,那具体是咋么实现的呢。在实现上,数据库会生成一个视图,访问的时候以视图的逻辑结果为准。在可重复读的情况下,这个视图是在事务开启的时候就启动的。整个事务存在期间使用的都是这个视图。读提交的情况下,视图是在每个 sql 语句执行的时候创建的。如果是读未提交隔离下,直接返回记录的最新值,并不会创建视图。至于串行性则是通过加锁的方式来实现并发控制。


事务到底隔离还是不隔离


上面说到,在可重复读的隔离下,事务在启动的时候创建一个视图,之后即使其他事务更改了数据,对当前这个执行中的事务来说,看到的视图依然是启动时的视图,似乎不受外界影响。


但是上面有一个场景,在更新行数据的时候,如果刚好有另一个事务拥有这个行锁,那么当前事务更新行的时候将会被锁住,等到另一个事务释放了锁,当前事务获取了锁之后,此时它查询得到的值还是事务启动时的值吗?下面的实践内容将围绕这个话题展开。


首先这是表的结构和对应当前的两条记录。


1668577431867.jpg


接下来我们有事务 A.B.C 的执行流程.


1668577444147.jpg

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