分布式事务——MySQL事务隔离级别

MySQL中的InnoDB储存引擎提供SQL标准所描述的4种事务隔离级别，分别为读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable），InnoDB默认是可重复读的。

4种事务隔离级别对于并发事务带来的问题的解决程度不一样，具体如表所示

1）读未提交允许脏读，即在读未提交的事务隔离级别下，可能读取到其他会话未提交事务修改的数据。这种事务隔离级别下存在脏读、不可重复读和幻读的问题。

2）读已提交只能读取到已经提交的数据。Oracle等数据库使用的默认事务隔离级别就是读已提交。这种事务隔离级别存在不可重复读和幻读的问题。

3）可重复读就是在同一个事务内，无论何时查询到的数据都与开始查询到的数据一致，这是MySQL中InnoDB存储引擎默认的事务隔离级别。这种事务隔离级别下存在幻读的问题。

4）串行化是指完全串行地读，每次读取数据库中的数据时，都需要获得表级别的共享锁，读和写都会阻塞。这种事务隔离级别解决了并发事务带来的问题，但完全的串行化操作使得数据库失去了并发特性，所以这种隔离级别往往在互联网行业中不太常用。

数据库一般会并发执行多个事务，而多个事务可能会并发地对相同的数据进行增加、删除、修改和查询操作，进而导致并发事务问题。并发事务带来的问题包括更新丢失（脏写）、脏读、不可重复读和幻读，如图所示

1.更新丢失（脏写）

当两个或两个以上的事务选择数据库中的同一行数据，并基于最初选定的值更新该行数据时，因为每个事务之间都无法感知彼此的存在，所以会出现最后的更新操作覆盖之前由其他事务完成的更新操作的情况。也就是说，对于同一行数据，一个事务对该行数据的更新操作覆盖了其他事务对该行数据的更新操作。

例如，张三的账户余额是100元，当前有事务A和事务B两个事务，事务A是将张三的账户余额增加100元，事务B是将张三的账户余额增加200元。起初，事务A和事务B同时读取到张三的账户余额为100元。然后，事务A和事务B将分别更新张三的银行账户余额，假设事务A先于事务B提交，但事务A和事务B都提交后的结果是张三的账户余额是300元。也就是说，后提交的事务B覆盖了事务A的更新操作。

更新丢失（脏写）本质上是写操作的冲突，解决办法是让每个事务按照串行的方式执行，按照一定的顺序依次进行写操作。

2.脏读

一个事务正在对数据库中的一条记录进行修改操作，在这个事务完成并提交之前，当有另一个事务来读取正在修改的这条数据记录时，如果没有对这两个事务进行控制，则第二个事务就会读取到没有被提交的脏数据，并根据这些脏数据做进一步的处理，此时就会产生未提交的数据依赖关系。我们通常把这种现象称为脏读，也就是一个事务读取了另一个事务未提交的数据。

例如，当前有事务A和事务B两个事务，事务A是向张三的银行账户转账100元，事务B是查询张三的账户余额。事务A执行转账操作，在事务A未提交时，事务B查询到张三的银行账户多了100元，后来事务A由于某些原因，例如服务超时、系统异常等因素进行回滚操作，但事务B查询到的数据并没有改变。此时，事务B查询到的数据就是脏数据。

脏读本质上是读写操作的冲突，解决办法是先写后读，也就是写完之后再读。

3.不可重复读

一个事务读取了某些数据，在一段时间后，这个事务再次读取之前读过的数据，此时发现读取的数据发生了变化，或者其中的某些记录已经被删除，这种现象就叫作不可重复读。即同一个事务，使用相同的查询语句，在不同时刻读取到的结果不一致。

例如，当前有事务A和事务B两个事务，事务A是向张三的银行账户转账100元，事务B是查询张三的账户余额。第一次查询时，事务A还没有转账，第二次查询时，事务A已经转账成功，此时，就会导致事务B两次查询结果不一致。

不可重复读本质上也是读写操作的冲突，解决办法是先读后写，也就是读完之后再写。

4.幻读

一个事务按照相同的查询条件重新读取之前读过的数据，此时发现其他事务插入了满足当前事务查询条件的新数据，这种现象叫作幻读。即一个事务两次读取一个范围的数据记录，两次读取到的结果不同。

例如，当前有事务A和事务B两个事务，事务A是两次查询张三的转账记录，事务B是向张三的银行账户转账100元。事务A第一次查询时，事务B还没有转账，事务A第二次查询时，事务B已经转账成功，此时，就会导致事务A两次查询的转账数据不一致。

幻读本质上是读写操作的冲突，解决办法是先读后写，也就是读完之后再写。

很多人不懂不可重复读和幻读到底有何区别。这里，我们简单介绍一下。

1）不可重复读的重点在于更新和删除操作，而幻读的重点在于插入操作。

2）使用锁机制实现事务隔离级别时，在可重复读隔离级别中，SQL语句第一次读取到数据后，会将相应的数据加锁，使得其他事务无法修改和删除这些数据，此时可以实现可重复读。这种方法无法对新插入的数据加锁。如果事务A读取了数据，或者修改和删除了数据，此时，事务B还可以进行插入操作，导致事务A莫名其妙地多了一条之前没有的数据，这就是幻读。

3）幻读无法通过行级锁来避免，需要使用串行化的事务隔离级别，但是这种事务隔离级别会极大降低数据库的并发能力。

4）从本质上讲，不可重复读和幻读最大的区别在于如何通过锁机制解决问题。

另外，除了可以使用悲观锁来避免不可重复读和幻读的问题外，我们也可以使用乐观锁来处理，例如，MySQL、Oracle和PostgreSQL等数据库为了提高整体性能，就使用了基于乐观锁的MVCC（多版本并发控制）机制来避免不可重复读和幻读。