MySQL学习系列之InnoDB下事务隔离机制

MySQL中存在四种隔离等级:

• 未提交读：允许脏读，可能会读取到别的事务中未提交的临时数据
• 已提交读：只已经提交的数据，Oracle等数据库默认是这个级别
• 可重复读：可重复读，InnoDB默认的等级是这个，可是还是出现幻读
• 可串行读：完全串行化的读，表示每次加锁都是表级锁，而且读写相互阻塞，读是共享锁，写是排他锁

这里思考一下，为啥阻止幻读的隔离级别比不可重复读的高，因为InnoDB是行级锁，不可重复读是针对于对于正在修改或删除的数据行加锁，但还是可以对表进行插入，所以可能出现幻读，要避免幻读就要把表的读写都变成表级锁，才能避免幻读，也因此变成了隔离等级为“可串行读”。

PS:以上内容以 悲观锁 的概念可以更好理解，不过实际中出于性能考虑，是用以 乐观锁 为理论基础的MVCC（多版本并发控制，Multi-Version Concurrency Control ）

什么是悲观锁，什么是乐观锁

悲观锁:

悲观锁，正如其名，具有强烈的独占和排他特性。它指的是对数据被外界（包括本系统当前的其他事务，以及来自外部系统的事务处理）修改持保守态度，因此，在整个数据处理过程中，将数据处于锁定状态。悲观锁的实现，往往依靠数据库提供的锁机制（也只有数据库层提供的锁机制才能真正保证数据访问的排他性，否则，即使在本系统中实现了加锁机制，也无法保证外部系统不会修改数据）。

即在事务A中数据在进行读取（共享锁）的时候，其他事务不能进行修改（排他锁），当在事务A的数据进行修改（排他锁）的时候，不能进行读取（共享锁）。

优点：可以独自占有，直到执行操作完成，然后释放锁，为数据处理的安全提供了保障。

缺点：但是在效率方面，处理加锁的机制会让数据库产生额外的开销，还有增加产生死锁的机会

乐观锁:

悲观锁大多数情况下依靠数据库的锁机制实现，以保证操作最大程度的独占性。但随之而来的就是数据库 性能的大量开销，特别是对长事务而言，这样的开销往往无法承受。

而乐观锁就很好的解决了这个问题，乐观锁可以有两种方式实现，一种是version，一种是时间戳，这里以version为例，假设数据一般情况下不会发生冲突，只有在提交的时候，才会进行加锁，并判断这提交的事务的版本与当前数据库的版本的对比，如果提交的数据版本号大于数据库表当前版本号，则予以更新，否则认为是过期数据，则把请求驳回。

优点:

乐观锁机制避免了长事务中的数据库加锁开销，大大提升了大并发量下的系统整体性能表现。

缺点:

如果是在高并发下，很多用户容易出现冲突，即请求容易驳回

InnoDB中MVCC的实现:

MVCC的实现没有固定的规范，每个数据库中都会有不同的实现，这里讨论InnoDB的MVCC，其内部原理是通过乐观锁，在InnoDB中，会在每行数据后面添加两个额外的隐藏的值来实现MVCC，一个是这个数据何时被创建，一个是这数据何时过期。在实际中，这里存储的是版本号，每开启一个新的事务，事务的版本号就回增加。在可重读Repeatable reads事务隔离级别下:

1. SELECT时，读取创建的版本号<=当前数据库的版本。删除版本为空或>当前当前事务版本的
2. INSERT时，保存当前事务版本为行的创建版本
3. DELETE时，保存当前版本为行的删除版本
4. UPDATE时，插入一条新数据。保存当前事务版本为行创建版本，同一时候保存当前事务版本到原来删除的行
5. 通过MVCC，尽管每行记录都须要额外的存储空间，很多其它的行检查工作以及一些额外的维护工作。但能够降低锁的使用，大多数读操作都不用加锁，读数据操作非常easy，性能非常好，而且也能保证仅仅会读取到符合标准的行。也仅仅锁住必要行。

通过MVCC，虽然每行记录都需要额外的存储空间，更多的行检查工作以及一些额外的维护工作，但可以减少锁的使用，大多数读操作都不用加锁，读数据操作很简单，性能很好，并且也能保证只会读取到符合标准的行，也只锁住必要行。

我们不管从数据库方面的教课书中学到，还是从网络上看到，大都是上文中事务的四种隔离级别这一模块列出的意思，RR级别是可重复读的，但无法解决幻读，而只有在Serializable级别才能解决幻读。于是我就加了一个事务C来展示效果。在事务C中添加了一条teacher_id=1的数据commit，RR级别中应该会有幻读现象，事务A在查询teacher_id=1的数据时会读到事务C新加的数据。但是测试后发现，在 MySQL 中是不存在这种情况的，在事务C提交后，事务A还是不会读到这条数据。可见在MySQL的RR级别中，是解决了幻读的读问题的。参见下图

MVCC中可能读取的之前版本的数据，要如何读取当前数据呢？

这里又引申出两个概念：快照读和当前读

快照读:就是普通的select

• select * from table ...;

当前读:特殊的读操作(是要获取锁的)，例如插入/更新/删除就是当前读

• select * from table where ? lock in share mode;（共享锁）
• select * from table where ? for update;（排他锁）
• insert;
• update;
• delete;

事务的隔离级别实际上都是定义了当前读的级别，MySQL为了减少锁处理（包括等待其它锁）的时间，提升并发能力，引入了快照读的概念，使得select不用加锁。事务的隔离只定义了读数据的要求，而写的要求当然是"当前读"。

这里注意，InnoDB默认的是行级锁，行级锁都是基于索引的。在当前读的查询语句中，如果一条 SQL 语句用不到索引是不会使用行级锁的，会使用表级锁把整张表锁住，这点需要注意。

在MySQL中，insert、update、delete语句默认会对涉及的数据集加排他锁，在Read committed等级下select语句默认是不会加的，如果要加的话，则需要显示在后面加 lock in share mode。在Repeatable read以及在Serializable隔离机制下，select是加共享锁的。

我是MySQL菜鸟，如果对于本文中有什么疑问或者问题，欢迎互相讨论提高