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MySQL InnoDB事务隔离的几种级别

🕗 发布于 2024-07-11 16:08 mysql  数据库  

MySQL InnoDB是一种支持事务的存储引擎，提供了多种事务隔离级别，分别是：读未提交（READ UNCOMMITTED），读已提交（READ COMMITTED），可重复读（REPEATABLE READ）和串行化（SERIALIZABLE）。下面，我将详细讲解InnoDB如何实现这些事务隔离级别。

事务隔离级别的概述

  1. 读未提交（READ UNCOMMITTED）:

    • 在读未提交级别，事务可以读取其他未提交事务中的数据。这可能导致“脏读”问题，即一个事务读取到另一个尚未提交的事务所做的修改。

  2. 读已提交（READ COMMITTED）:

    • 在读已提交级别，事务只能读取其他已提交事务中的数据，避免了脏读的问题。每次查询都会返回事务在查询时已提交的数据。

  3. 可重复读（REPEATABLE READ）:

    • 在同一个事务中，所有读取操作（SELECT）会看到事务开始时的数据，无论其他事务是否提交了新的数据。这避免了“不可重复读”的问题。默认隔离级别为可重复读，InnoDB通过多版本并发控制（MVCC）来实现。

  4. 串行化（SERIALIZABLE）:

    • 在串行化隔离级别，通过锁机制确保事务可以严格按顺序执行，避免了幻读（Phantom Read）和所有的并发事务问题。这是InnoDB最高级别的隔离级别。

实现机制

InnoDB通过锁机制、多版本并发控制（MVCC）和回滚段等技术来实现事务隔离。

1. 锁机制

行锁：

  • InnoDB采用行锁来确保数据的一致性，行锁分为共享锁（S）和排他锁（X）。
  • 共享锁（S Lock）：允许事务读数据。
  • 排他锁（X Lock）：允许事务读写数据，并阻止其他事务读写相同数据。

意向锁：

  • 意向锁有助于提高锁管理的效率，它是一种表级别的粗粒度锁。意向共享锁（IS）表示事务打算加共享锁，意向排他锁（IX）表示事务打算加排他锁。

2. 多版本并发控制（MVCC）

MVCC是一种用于管理并发访问的数据管理方法。在InnoDB中，每行记录除了实际数据外，还有两个隐藏列：trx_id（最近一次修改数据的事务ID）和roll_pointer（指向回滚段的指针）。

版本链
  • 每行数据通过版本链来管理历史版本。roll_pointer指向旧版本，形成一个链条。
  • 当请求某个行时，根据事务的视图（Snapshot）找到对应版本。

3. 一致性视图（Consistent Read View）

InnoDB在不同的隔离级别下，通过创建一致性视图（Snapshot）来管理事务读取的数据版本。

  • 读未提交：直接读取当前最新的数据，不需要一致性视图。
  • 读已提交：每次读取都会获取最新的一致性视图。
  • 可重复读：在事务开始时创建一个一致性视图，此后读取的数据来自于事务开始时的一致性视图，直到事务提交。
  • 串行化：通过加锁来确保严格的顺序执行，阻止并发事务操作。

4. 回滚段（Undo Logs）

回滚段用于存储事务修改前的数据，支持MVCC和事务回滚。

  • Undo Log：每次事务修改数据时，会生成Undo日志记录旧版本数据。
  • 回滚：当事务回滚时，通过Undo日志恢复数据到之前的状态。

实现读已提交和可重复读的区别

读已提交（READ COMMITTED）
  • 每次读取都会创建新的快照（Snapshot）。
  • 避免了脏读，但可能出现不可重复读。
可重复读（REPEATABLE READ）
  • 第一次读取时创建快照，在同一事务中所有读取操作都会基于这个快照。
  • 避免了脏读和不可重复读问题，在默认配置下，InnoDB通过MVCC避免幻读。

具体实现示例

假设现在有一张名为orders的表，我们以读已提交和可重复读为例，讲解其实现。

CREATE TABLE orders (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    order_name VARCHAR(50),
    order_amount DECIMAL(10, 2)
);
读已提交 示例

事务A和事务B同时操作数据库，在读已提交隔离级别下的流程如下：

-- 事务A
START TRANSACTION;

INSERT INTO orders (order_name, order_amount) VALUES ('Order1', 100.50);

-- 事务B
START TRANSACTION;

SELECT * FROM orders; -- 不会看到未提交的订单

-- 事务A 提交
COMMIT;

-- 事务B 再次查询
SELECT * FROM orders; -- 现在可以看到已提交的订单
可重复读 示例

在可重复读隔离级别下，确保多个读取操作读取同样的数据集：

-- 事务A
START TRANSACTION;

INSERT INTO orders (order_name, order_amount) VALUES ('Order2', 200.75);

-- 事务B
START TRANSACTION;

SELECT * FROM orders; -- 不会看到未提交的订单

-- 事务A 提交
COMMIT;

-- 事务B 再次查询
SELECT * FROM orders; -- 可重复读事务中结果保持一致，即使事务A已经提交

总结

通过锁机制、多版本并发控制（MVCC）、一致性视图和回滚段等技术，InnoDB能够有效实现不同的事务隔离级别，确保数据的一致性和完整性，满足不同的业务需求和并发场景。深入了解这些实现机制，有助于更好地优化数据库性能和调试并发问题。


原文地址：https://blog.csdn.net/qq_40592590/article/details/140349391

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