拒绝空谈：实例演示MySQL事务隔离级别

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关系型数据库的事务有四个特性，其中一个就是隔离性（关于事务的更多信息，可以参考之前的一篇文章：漫谈MySQL中的事务）。为了满足不同的应用场景需求，有不同的隔离级别可供选择，在SQL标准和MySQL数据库中，共定义了四种隔离级别，分别是读未提交、读已提交、可重复读、串行化，隔离级别越低，系统的开销和并发通常就会更高，但同时也可能带来脏数据等问题。

今天我们就用实例来演示这四种隔离级别的具体情况，为了简便起见，我们创建一个结构非常简单的表，并插入一条数据以供测试：

CREATE TABLE `t_test` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

INSERT INTO `t_test` VALUES ('1', 'John');

一、读未提交

读未提交是最低的事务隔离级别，事务中的修改，即使没有提交，在其它事务中也是可见的，有时候也称为脏读，在实际开发中使用得很少：

先设置事务的隔离级别，事务一更新表中的唯一记录，并且确认更新成功，但事务还没有提交，也就是没有COMMIT，然后，执行事务二的SQL，但发现它已经可以读取事务一更新后的数据了。以下是事务一的SQL语句：

# 设置事务隔离级别为读未提交
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
# 开始事务
START TRANSACTION;
# 更新表中id=1的数据
UPDATE t_test SET name='Tom' WHERE id=1;
# 确认更新成功
SELECT * FROM t_test WHERE id=1;

接下来执行事务二中的SQL，发现它竟然读到了事务一中没有提交的更新：

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
START TRANSACTION;
SELECT * FROM t_test WHERE id=1;

二、读已提交

读已提交可以避免脏读，但它有不可重复读的问题，就是两次读取的数据不一样：

事务一更新表中的数据，但还没有提交，这时候事务二去读取数据的话，结果就是更新前的数据，这样就防止了脏读，但如果事务一提交以后，事务二再次读到的就是更新以后的数据了，这样就出现了两次同样的查询，但结果却不一样的情况。

另外，为了演示方便，在SQL中加入了SLEEP函数，这样可以方便地让两个事务按照我们想要的顺序进行执行，关于SLEEP函数，在之前的文章也提到过，它能够让当前进程暂停执行一段时间，单位为秒。

事务一的SQL如下（在SQL中也加入了详细的注释）：

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;
# 更新表中id=2的数据
UPDATE t_test SET name='Tom' WHERE id=1;
# 确认上面的UPDATE语句执行成功
SELECT * FROM t_test WHERE id=1;
# 让当前进程暂停5秒，让事务二开始执行，方便观察数据变化情况 
SELECT SLEEP(5) FROM dual;
COMMIT;

事务二的SQL如下：

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;
# 在事务一更新数据后、事务提交前查询数据，发现还是更新前的数据
SELECT * FROM t_test WHERE id=1;
# 暂停10秒，以便让事务一提交
SELECT SLEEP(10) FROM dual;
# 再次查询id=1的数据，发现已经变成Tom了，也就是事务一更新后的数据
SELECT * FROM t_test WHERE id=1;

我们先执行事务一的SQL，紧接着再执行事务二的SQL，由于加入了SLEEP函数，可以很方便地观察到：事务二不会读到事务一未提交的数据，但是同样的SQL查询，却出现了不同的结果，也就是存在不可重复读的问题。

三、可重复读

上面提到，对于读已提交的隔离级别，它不能解决不可重复读的问题，而可重复读则可以搞定，它保证在一次事务中多次读取同样记录的结果是一致的，然而，它不能解决幻读的情况：当前事务在读取某个范围内的数据时，其它事务又在此范围内插入了新的记录，前一个事务再次读取时会出现幻行。

由于可重复读相对复杂一些，它也是MySQL默认的事务隔离级别，我们分成两部分来进行演示：它可解决不可重复读的问题；存在幻读的现象。

首先来看可重复读的情况，也就是多次读取结果都一致：

可以看到，事务二读取到的数据总是更新前的数据，也就是多次读取的结果是一样的。事务一的SQL如下：

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
UPDATE t_test SET name='Tom' WHERE id=1;
SELECT * FROM t_test WHERE id=1;
SELECT SLEEP(5) FROM dual;
COMMIT;

事务二的SQL：

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
SELECT * FROM t_test WHERE id=1;
SELECT SLEEP(10) FROM dual;
SELECT * FROM t_test WHERE id=1;

除了第一行设置事务隔离级别的语句不一样之外，其它部分与读已提交部分的示例一样，所以此处不再详细注释。当然，事务二的结果与读已提交的部分不一样，它两次读取id=1的数据，结果都是John，也就是更新后的数据。

对于可重复读，它不能避免幻读，对于这一部分，我们再用一个例子来进行说明，它产生幻读的示意图如下：

事务一插入id=2的数据，但还没有提交，这时候事务二读取不到id=2的记录，但紧接着插入id=2的数据又会报错。

事务一的SQL如下：

# 设置事务隔离级别为可重复读
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
# 插入id=2的数据
INSERT INTO t_test VALUES(2, 'Jack');
# 确认上一步插入成功
SELECT * FROM t_test WHERE id=2;
# 让当前进程休眠5秒再提交，以观察事务二的执行情况
SELECT SLEEP(5) FROM dual;
COMMIT;

事务二的SQL：

# 设置事务隔离级别为可重复读
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
# 查询不到id=2的数据
SELECT * FROM t_test WHERE id=2;
# 但如果插入id=2的数据则会报错
INSERT INTO t_test VALUES(2, 'Jack');
COMMIT;

先执行事务一的SQL，再紧接着执行事务二的SQL，就会发现，在事务二中，虽然查询不到id=2的数据，但该事务向表中插入id=2的记录时却会报错（Duplicate Key），好像出现幻觉一样，所以可重复读存在幻读的问题。

四、串行化

串行化是最高的事务隔离级别，它强制事务按照顺序执行，从而可以避免前面提到的幻读问题，但它会在读取的每一行数据上都加锁，或者每次读取都在一个单独的事务中，总之，这种隔离级别会产生大量的加锁情况，效率很低，实际开发中也较少采用。

事务一的SQL：

# 设置事务隔离级别为串行化
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
START TRANSACTION;
# 插入id=2的数据
INSERT INTO t_test VALUES(2, 'Jack');
# 确认上一步的操作成功
SELECT * FROM t_test WHERE id=2;
# 休眠5秒，方便观察
SELECT SLEEP(5) FROM dual;
COMMIT;

事务二的SQL：

# 设置事务隔离级别为串行化
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
START TRANSACTION;
# 一直阻塞，直到事务一提交，然后读取到id=2的结果
SELECT * FROM t_test WHERE id=2;
COMMIT;

先执行事务一的SQL，紧接着执行事务二的SQL，会发现事务二一直阻塞，直到事务一提交，然后事务二可以读取到新插入的数据，从而避免了幻读的问题。

五、总结

MySQL的事务隔离级别是非常重要的概念，也是相对比较难的技术点，面试中也会经常问题，上面我们实例演示了这四种隔离级别的具体用法和效果，希望对朋友们有所帮助。上面的示例基于MySQL5.7版本，存储引擎为常用的InnoDB。下面用一个图来总结一下这几种隔离级别的情况：