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MySQL四种事务隔离级别的实际应用

MySQL四种事务隔离级别的实际应用

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乐闻

2024年11月17日 08:03· 阅读 58

前言

在现代数据库系统中，事务是保证数据一致性的重要机制。事务隔离级别则是决定多个事务如何互相影响的重要因素。今天，我们将深入浅出地讲解MySQL中的事务隔离级别，让你在处理并发事务时游刃有余。

什么是事务？

首先，我们得明白什么是事务。事务（Transaction）是指一组作为单个逻辑工作单元执行的操作。这些操作要么全部成功，要么全部失败，不存在部分成功的情况。事务的ACID特性确保了数据库的可靠性，其中包括：

  • 原子性（Atomicity）：所有操作要么全部成功，要么全部回滚。
  • 一致性（Consistency）：事务完成后，数据库从一个一致状态转换到另一个一致状态。
  • 隔离性（Isolation）：并发事务的执行不会互相干扰。
  • 持久性（Durability）：一旦事务提交，数据将被永久保存。

今天我们讨论的重点是隔离性。

为什么需要事务隔离级别？

在多用户并发环境中，多个事务同时对数据库进行操作可能会引发各种问题，比如：

  • 脏读（Dirty Read）：一个事务读取了另一个未提交事务修改的数据。
  • 不可重复读（Non-repeatable Read）：在一个事务内，两次读取同一数据得到不同结果。
  • 幻读（Phantom Read）：一个事务读取了前后两次查询结果中一些新插入的数据行。

这些问题会影响数据的一致性和可靠性。事务隔离级别就是为了控制这些现象，提供不同程度的隔离性保障。

MySQL 事务隔离级别

MySQL支持四种事务隔离级别，从低到高依次是：

  1. 未提交读（Read Uncommitted）
  2. 已提交读（Read Committed）
  3. 可重复读（Repeatable Read）
  4. 可串行化（Serializable）

1. 未提交读（Read Uncommitted）

在这个级别，一个事务可以读取另一个未提交事务的数据。这是最松散的隔离级别，可能会出现脏读问题。

sql
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;

适用场景：几乎不适用于实际生产环境，主要用于需要最大并发性且对数据一致性要求极低的情况。

2. 已提交读（Read Committed）

在这个级别，一个事务只能读取另一个已提交事务的数据，从而避免了脏读问题。但仍可能出现不可重复读的问题。

sql
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

适用场景：适用于大多数需要平衡并发性和一致性的应用，如一些OLTP（在线事务处理）系统。

3. 可重复读（Repeatable Read）

在这个级别，一个事务在开始时看到的数据是一致的，即使在事务执行期间其他事务修改了数据。MySQL默认使用此隔离级别，这个级别解决了脏读和不可重复读的问题，但仍可能出现幻读。

sql
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

适用场景：适用于大多数通用的应用场景，是MySQL的默认隔离级别。

4. 可串行化（Serializable）

这是最严格的隔离级别，确保事务完全串行执行，避免脏读、不可重复读和幻读。使用这种隔离级别会大大降低并发性能。

sql
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;

适用场景：适用于需要极高数据一致性的应用，如金融系统，但需要权衡性能损失。

如何设置和查看隔离级别？

你可以在会话级别或全局级别设置隔离级别：

sql
-- 设置全局隔离级别
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

-- 设置会话隔离级别
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

查看当前隔离级别：

sql
-- 查看全局隔离级别
SHOW VARIABLES LIKE 'tx_isolation';

-- 查看会话隔离级别
SELECT @@SESSION.tx_isolation;

实战案例：不同隔离级别的影响

为了更直观地理解不同事务隔离级别的影响，我们通过一个简单的例子来展示在不同隔离级别下，事务会如何相互影响。

假设我们有一张名为 accounts的表，结构如下：

sql
CREATE TABLE accounts (
    id INT PRIMARY KEY,
    balance DECIMAL(10, 2)
);

INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (1, 100.00);
INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (2, 200.00);

我们分别在不同事务隔离级别下进行以下操作：

1. 未提交读（Read Uncommitted）

sql
-- 事务A
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 50 WHERE id = 1;
-- 事务B
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;  -- 看到未提交的更新，返回50.00
COMMIT;

-- 事务A
ROLLBACK;  -- 回滚，余额恢复到100.00

事务B读取到了事务A尚未提交的修改，出现脏读。

2. 已提交读（Read Committed）

sql
-- 事务A
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 50 WHERE id = 1;
-- 事务B
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;  -- 看到原始数据，返回100.00
COMMIT;

-- 事务A
COMMIT;  -- 事务A提交后，余额变为50.00

事务B只能读取已提交的数据，避免了脏读问题。

3. 可重复读（Repeatable Read）

sql
-- 事务A
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;  -- 第一次读取，返回100.00
-- 事务B
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 50 WHERE id = 1;
COMMIT;

-- 事务A
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;  -- 第二次读取，依然返回100.00
COMMIT;

事务A在整个过程中读取到的数据是一致的，避免了不可重复读问题。MySQL的默认隔离级别即为可重复读。

4. 可串行化（Serializable）

sql
-- 事务A
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;  -- 第一次读取，返回100.00
-- 事务B
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 50 WHERE id = 1;  -- 被阻塞，直到事务A完成
COMMIT;

事务B被阻塞，直到事务A完成，确保完全的隔离性，避免了所有并发问题（脏读、不可重复读和幻读）。

性能与一致性：取舍之道

选择适当的事务隔离级别需要权衡性能和数据一致性。较低的隔离级别（如Read Uncommitted和Read Committed）提供了较高的并发性能，但以牺牲部分数据一致性为代价。较高的隔离级别（如Repeatable Read和Serializable）则提供了更高的数据一致性，但可能会导致性能下降。

在实际应用中，常见的选择是Repeatable Read，这也是MySQL的默认设置。它在性能和一致性之间提供了一个合理的平衡。在一些对一致性要求极高的场景，如金融系统，可以考虑使用Serializable，但要注意其潜在的性能影响。

总结

理解和选择合适的事务隔离级别是确保数据一致性的重要步骤。通过合理设置事务隔离级别，你可以在性能和一致性之间找到最佳平衡，确保你的数据库在高并发环境下依然井然有序。

标签：
MySQL