4 种事务的隔离级别，InnoDB 如何巧妙实现？

事务ACID特性，其中I代表隔离性( Isolation )。

什么是事务的隔离性？

隔离性是指，多个用户的并发事务访问同一个数据库时，一个用户的事务不应该被其他用户的事务干扰，多个并发事务之间要相互隔离。

一个事务怎么会干扰其他事务呢？

咱们举例子来说明，假设有InnoDB表：

t(id PK, name);

表中有三条记录：

1, shenjian

2, zhangsan

3, lisi

case 1

事务A，先执行，处于未提交的状态：

insert into t values(4, wangwu);

事务B，后执行，也未提交：

select * from t;

如果事务B能够读取到 (4, wangwu) 这条记录，事务A就对事务B产生了影响，这个影响叫做“ 读脏 ”，读到了未提交事务操作的记录。

case 2

事务A，先执行：

select * from t where id=1;

结果集为：

1, shenjian

事务B，后执行，并且提交：

update t set name=xxoo where id=1;

commit;

事务A，再次执行相同的查询：

select * from t where id=1;

结果集为：

1, xxoo

这次是已提交事务B对事务A产生的影响，这个影响叫做“ 不可重复读 ”，一个事务内相同的查询，得到了不同的结果。

case 3

事务A，先执行：

select * from t where id>3;

结果集为：

NULL

事务B，后执行，并且提交：

insert into t values(4, wangwu);

commit;

事务A，首次查询了id>3的结果为NULL，于是想插入一条为4的记录：

insert into t values(4, xxoo);

结果集为：

Error : duplicate key!

事务A的内心OS是：你TM在逗我，查了id>3为空集，insert id=4告诉我PK冲突？

这次是已提交事务B对事务A产生的影响，这个影响叫做“ 幻读 ”。

可以看到，并发的事务可能导致其他事务：

• 读脏

• 不可重复读

• 幻读

InnoDB实现了哪几种事务的隔离级别？

按照 SQL 92标准，InnoDB实现了四种不同事务的隔离级别：

• 读未提交 ( Read Uncommitted )

• 读提交 ( Read Committed, RC )

• 可重复读 ( Repeated Read, RR )

• 串行化 ( Serializable )

不同事务的隔离级别，实际上是 一致性与并发性的一个权衡与折衷 。

InnoDB的四种事务的隔离级别，分别是怎么实现的？

InnoDB使用不同的 锁策略 ( Locking Strategy )来实现不同的隔离级别。

一，读未提交( Read Uncommitted )

这种事务隔离级别下，select语句不加锁。

画外音：官方的说法是

SELECT statements are performed in a nonlocking fashion.

此时，可能读取到不一致的数据，即“读脏”。这是并发最高，一致性最差的隔离级别。

二，串行化( Serializable )

这种事务的隔离级别下，所有select语句都会被隐式的转化为select ... in share mode.

这可能导致，如果有未提交的事务正在修改某些行，所有读取这些行的select都会被阻塞住。

画外音：官方的说法是

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

这是一致性最好的，但并发性最差的隔离级别。

在互联网大数据量，高并发量的场景下，几乎 不会使用 上述两种隔离级别 。

三，可重复读( Repeated Read, RR )

这是InnoDB默认的隔离级别，在RR下：

(1) 普通的select 使用快照读( snapshot read )，这是一种不加锁的一致性读( Consistent Nonlocking Read )，底层使用MVCC来实现，具体的原理在《 InnoDB并发如此高，原因竟然在这？ 》中有详细的描述；

(2) 加锁的select ( select ... in share mode / select ... for update ), update , delete 等语句，它们的锁，依赖于它们是否在唯一索引( unique index )上使用了唯一的查询条件( unique search condition )，或者范围查询条件( range-type search condition )：

• 在唯一索引上使用唯一的查询条件 ，会使用 记录锁 ( record lock )，而不会封锁记录之间的间隔，即不会使用间隙锁( gap lock )与临键锁( next-key lock )

• 范围查询条件 ，会使用 间隙锁 与 临键锁 ，锁住索引记录之间的范围，避免范围间插入记录，以避免产生幻影行记录，以及避免不可重复的读

画外音：这一段有点绕，多读几遍。

关于 记录锁，间隙锁，临键锁 的更多说明，详见《 InnoDB，select为啥会阻塞insert？ 》。

四，读提交( Read Committed, RC )

这是互联网最常用的隔离级别，在RC下：

(1)普通读是快照读；

(2)加锁的select, update, delete等语句，除了在外键约束检查( foreign-key constraint checking )以及重复键检查( duplicate-key checking )时会封锁区间，其他时刻都只使用记录锁；

此时，其他事务的插入依然可以执行，就可能导致，读取到幻影记录。

总结

• 并发事务之间相互干扰，可能导致事务出现 读脏 ， 不可重复度 ， 幻读 等问题

• InnoDB实现了SQL92标准中的四种隔离级别

(1) 读未提交 ：select不加锁，可能出现读脏；

(2) 读提交(RC) ：普通select快照读，锁select /update /delete 会使用记录锁，可能出现不可重复读；

(3) 可重复读(RR) ：普通select快照读，锁select /update /delete 根据查询条件情况，会选择记录锁，或者间隙锁/临键锁，以防止读取到幻影记录；

(4) 串行化 ：select隐式转化为select ... in share mode，会被update与delete互斥；

• InnoDB默认的隔离级别是RR，用得最多的隔离级别是RC

或许有朋友问，为啥没提到insert？可以查阅《 InnoDB并发插入，居然使用意向锁？ 》。 

架构师之路 -分享 可落地 的架构文章

本文新名词颇多，前置文章更精彩：

《 InnoDB，MVCC，快照读 》

《 InnoDB，记录锁，间隙锁，临键锁 》

《 InnoDB，B+树的细节 》

《 InnoDB与MyISAM索引的差异 》