事务隔离性

在阐述隔离级别之前有必要说明一下事务中隔离性的定义：

#事务隔离性#：在多个并发事务同时执行时，一个事务的修改操作，相对于其他事务是不可见的，好像串行
一样。隔离性是一个概念，表示事务之间的独立性和保护机制，以确保数据的一致性。

事务隔离级别的定义

#事务隔离级别#：隔离级别是定义和控制隔离性的标准化方法。数据库管理系统通常提供了多个隔离级别，
如读未提交、读已提交、可重复读和串行化等级别。每个隔离级别规定了事务之间的可见性和影响范围，
以及对并发问题（如脏读、不可重复读和幻读）的处理方式。隔离级别是一种标准，定义了不同级别的
隔离性要求和并发处理策略，在具体的数据库管理系统中进行实现和控制。

不同数据库中的事务隔离级别

MySQL

在 MySQL 中，定义了以下四个事务隔离级别：
1、读未提交（Read Uncommitted）：最低级别的隔离级别，允许一个事务读取另一个事务尚未提交的
数据。这可能导致脏读（dirty read），即读取到尚未提交的数据。
2、读已提交（Read Committed）：每个事务只能看到已经提交的数据。其他事务对数据的修改在当前
事务中不可见。这样可以避免脏读，但仍可能存在不可重复读（non-repeatable read）和幻读（phantom 
read）。
3、可重复读（Repeatable Read）：确保在同一事务中多次读取相同数据集时，读取结果保持一致。即使
其他事务对数据进行了修改，可重复读事务也只能看到最初读取时的数据快照。这避免了脏读和不可重复读，
但仍可能存在幻读。
4、串行化（Serializable）：最高级别的隔离级别，确保每个事务在执行期间都与其他事务完全隔离。它使
用锁定机制来保证事务的顺序执行，并消除了脏读、不可重复读和幻读等问题。然而，串行化隔离级别可能
会影响并发性能。

Oracle

在 Oracle 数据库中，定义了以下的事务隔离级别：
1、读已提交（Read Committed）：这是默认的隔离级别。每个事务只能看到已经提交的数据。并发事
务之间可能会出现不可重复读和幻读的问题。
2、可序列化（Serializable）：这是最高级别的隔离级别。它确保每个事务在执行期间都与其他事务完全
隔离，避免了脏读、不可重复读和幻读等问题。但是，它也可能导致较低的并发性能。
在 Oracle 数据库中，可以通过设置 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL 或使用事务隔离级别提示来
指定特定的隔离级别。例如：
-- 设置隔离级别为读已提交
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
-- 使用隔离级别提示设置事务隔离级别
SELECT * FROM my_table FOR UPDATE NOWAIT;
需要注意的是，Oracle 还提供了多个级别的快照隔离（Snapshot Isolation），如可重复读（Serializable）
和序列化（Serializable）。这些级别通过使用数据库的闪回查询功能提供了更高程度的隔离性。然而，随
之而来的是一些额外的开销和限制。

脏读（dirty read），不可重复读（non-repeatable read）和幻读（phantom read）

脏读：读取到尚未提交的数据，可能是无效的数据。
不可重复读：在同一个事务中，多次读取同一行数据时，结果不一致。
幻读：在同一个事务中，多次查询同一范围的数据时，结果集出现新增或减少。

不同事务隔离级别的实现原理

读未提交实现

对于读未提交隔离级别，此级别不会对记录加锁。对系统表的数据操作，是数据引擎自己发出的数据查询
操作，使用读未提交隔离级别，目的是不与其它事务因锁的存在而冲突。（无锁）。具体实现细节如下：
row_search_mvcc(...)  //获取记录
{...
    /* We are ready to look at a possible new index entry in the result
       set: the cursor is now placed on a user record */
    if (prebuilt->select_lock_type != LOCK_NONE) {  //如果需要加锁，则加锁的语义来自上层
...
    } else {  //不需要加锁
        /* This is a non-locking consistent read: if necessary, fetch a previous version of the record */
        if (trx->isolation_level == TRX_ISO_READ_UNCOMMITTED) { //如果是读未提交，则什么也不做
            /* Do nothing: we let a non-locking SELECT read the latest version of the record */
        } else if (index == clust_index) { //否则，才需要检查“rec”是否满足可见性，不满足则找出满足可见性要求的旧版本
            //所以，读未提交什么也不做，就是在说当前的rec是符合的，能被读到的，根本不用到回滚段找出旧版本（所得即所“可见”）
            /*  Fetch a previous version of the row if the current one is not visible in the snapshot;
                if we have a very high force recovery level set, we try to avoid crashes by skipping this lookup */
            if (srv_force_recovery < 5 && !lock_clust_rec_cons_read_sees(rec, index, offsets, trx_get_read_view(trx))) {
                rec_t*    old_vers;
                /* The following call returns 'offsets' associated with 'old_vers' */
                err = row_sel_build_prev_vers_for_mysql(trx->read_view, clust_index, prebuilt, rec, &offsets, &heap,&old_vers, need_vrow ? &vrow : NULL, &mtr);
                if (err != DB_SUCCESS) {
                    goto lock_wait_or_error;
                }
                if (old_vers == NULL) {
                    /* The row did not exist yet in the read view */
                    goto next_rec;
                }
                rec = old_vers;
            }
        } else {
            /* We are looking into a non-clustered index, and to get the right version of the record we
               have to look also into the clustered index: this is necessary, because we can only get the undo
               information via the clustered index record. */
...
            }
        }
    }
...}

读已提交实现

对于读已提交隔离级别的实现方式，从逻辑上需要明确两个部分，一是加锁部分二是解锁部分。加锁，对应
的是获取数据，确保在指定的隔离级别下读取到应该读到的数据。解锁则意味着要在适当的时机释放锁且不
影响隔离级别的语义还能提高并发度。

--加锁
一是加锁的时候，读已提交隔离级别不加间隙锁，这样就能允许并发的其他事务执行插入操作因而产生幻象现象，
因为读已提交隔离级别是允许幻象异常存在的。
其次，要确定可以读取到什么样的元组，即判断是不是没有被提交的元组也可以读到。既然是读已提交级别，
则必然是只能读取到已经被提交的元组，这样才能体现“已提交”的含义。

--解锁
解锁部分，要及时释放锁，这样便于其他事务能够读取到不应当被本事务锁定的记录。

--特点
 1、在一个事务块内，如果存在多条SELECT语句，则在读已提交隔离级别下，每条SELECT语句分别使用自己的
 快照（Read view，即为每条SELECT生成一个Read view，每条SELECT结束后，通过调用MVCC::view_close()
方法，Read view会被关闭）。
2、 对于一个UPDATE或DELETE操作，当有页面（索引页面）因增加或删除了元组而分离或合并时，需要让新页
继承旧页的锁信息，这时继承操作是通过lock_rec_add_to_queue()函数加锁完成的，但是，加锁时会有间隙锁存在，

可重复读隔离级别的实现

Repeatable Read（可重复读）：一个事务在执行过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的记录（读已经提交的，
其实是读早于本事务开始且已经提交的），但是不能看到其他事务对已有记录的更新（即晚于本事务开始的），
并且，该事务不要求与其他事务是“可串行化”的。

--那么RR隔离级别是怎么保证这一点的呢？
如果数据库并发控制引擎是单纯的封锁协议机制，则应该在读取数据的时候，判断数据项是不是其他事务更新过的。
可是InnoDB没有这么做，而是通过如下方式，在RR隔离级别下为事务设置了一个“一致性读视图（即快照）”，
之后读取数据，就是根据这个快照来获取，这样，就不能看到他晚于本事务的事务对已有记录的更新（更新生成新版本，
必然不在旧的快照所限定的范围内）。
InnoDB 的可重复读的实现，利用了实现 MVCC 技术的快照技术。这是 MVCC 和基于封锁技术这两个并非控制技术的结合之处。