事務隔離級別

• 2021 年 1 月 27 日
• 筆記
• MySQL

隔離級別是在多個事務同時進行更改和執行查詢時，對性能與結果的可靠性、一致性和再現性之間的平衡進行微調的設置。

提供了SQL:1992標準中描述的四種事務隔離級別：READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ和SERIALIZABLE。InnoDB默認的隔離級別是REPEATABLE READ。

InnoDB使用不同的鎖定策略支持這裡描述的每個事務隔離級別。下面的列表描述了MySQL如何支持不同的事務級別。

1.  REPEATABLE READ（可重複讀）

這是InnoDB的默認隔離級別。同一個事務中的一致性讀取讀的是第一次讀取時建立的快照。這意味着，如果在同一個事務中發出幾個普通(非鎖定)SELECT語句，這些SELECT語句彼此之間也是一致的。（PS：可重複讀這個級別就是要保證同一個事務中，多次讀取相同的數據，返回的結果是一樣的。）

對於鎖定讀（SELECT with FOR UPDATE or LOCK IN SHARE MODE）、UPDATE 和 DELETE 語句，鎖定取決於語句是使用具有唯一搜索條件的唯一索引，還是使用範圍類型的搜索條件。

• 對於具有唯一搜索條件的唯一索引，InnoDB只鎖定找到的索引記錄，而不鎖定之間的間隙。
• 對於其他搜索條件，InnoDB鎖定掃描到的索引範圍，使用間隙鎖或next-key鎖以阻止其他會話向該範圍覆蓋的間隙中插入。 

2.  READ COMMITTED（讀已提交）

即使在同一事務中，每個一致的讀取都將設置並讀取自己的新快照。（PS：對比一下，對於一致性讀，可重複讀是讀取事務中第一次讀取時候建立的快照；而讀已提交，每次都是讀最新的快照）

對於鎖讀（SELECT with For UPDATE or LOCK IN SHARE MODE）、UPDATE語句和DELETE語句，InnoDB只鎖住索引記錄，而不鎖住它們之間的間隙，從而允許在鎖住的記錄旁邊自由插入新記錄。間隙鎖定僅用於外鍵約束檢查和重複鍵檢查。 

由於禁用了間隙鎖，可能會出現幻像問題，因為其他會話可以在間隙中插入新行。

使用READ COMMITTED具有額外的效果：

• 對於UPDATE或DELETE語句，InnoDB僅對其更新或刪除的行持有鎖。MySQL評估WHERE條件後，將釋放不匹配行的記錄鎖。這大大降低了死鎖的可能性，但是仍然可能發生。
• 對於UPDATE語句，如果某行已被鎖定，則InnoDB執行「半一致」讀取，將最新的提交版本返回給MySQL，以便MySQL可以確定該行是否與UPDATE的WHERE條件匹配。如果該行匹配（必須更新），則MySQL會再次讀取該行，這一次InnoDB將其鎖定或等待對其進行鎖定。 

舉個例子，考慮下面的語句：

CREATE TABLE t (a INT NOT NULL, b INT) ENGINE = InnoDB;
INSERT INTO t VALUES (1,2),(2,3),(3,2),(4,3),(5,2);
COMMIT;

在這種情況下，表沒有索引，因此搜索和索引掃描使用隱藏的聚集索引鎖定記錄

假設，第一個會話要執行update語句：

# Session A
START TRANSACTION;
UPDATE t SET b = 5 WHERE b = 3;

假設，在第一個會話之後，第二個會話也要執行如下update語句：

# Session B
UPDATE t SET b = 4 WHERE b = 2;

當InnoDB執行每個UPDATE時，它首先為讀取的每一行獲取一個排他鎖，然後決定是否修改它。如果InnoDB沒有修改該行，則釋放鎖。否則，InnoDB會保留鎖直到事務結束。這對事務處理的影響如下。

如果用默認的REPEATABLE READ隔離級別，第一個UPDATE在其讀取的每一行上獲取一個X鎖，並且不釋放其中的任何一個：

x-lock(1,2); retain x-lock
x-lock(2,3); update(2,3) to (2,5); retain x-lock
x-lock(3,2); retain x-lock
x-lock(4,3); update(4,3) to (4,5); retain x-lock
x-lock(5,2); retain x-lock

（PS：之所以每一行都加排它鎖，是因為b上沒有唯一索引）

第二個UPDATE在嘗試獲取任何鎖時立即阻塞（因為第一個UPDATE已在所有行上保留了鎖），並且直到第一個UPDATE提交或回滾後才繼續進行：

x-lock(1,2); block and wait for first UPDATE to commit or roll back

如果用READ COMMITTED隔離級別，第一個UPDATE在其讀取的每一行上獲取一個X鎖，並為未修改的行釋放X鎖：

x-lock(1,2); unlock(1,2)
x-lock(2,3); update(2,3) to (2,5); retain x-lock
x-lock(3,2); unlock(3,2)
x-lock(4,3); update(4,3) to (4,5); retain x-lock
x-lock(5,2); unlock(5,2)

但是，如果WHERE條件包含一個索引列，並且InnoDB使用該索引，那麼在獲取和保留記錄鎖時，只考慮索引列。

再看下面一個例子，第一個UPDATE在b = 2的每一行上獲取並保留一個X鎖。第二個UPDATE在嘗試獲取同一記錄上的X鎖時會阻塞，因為它也使用在b列上定義的索引 。

CREATE TABLE t (a INT NOT NULL, b INT, c INT, INDEX (b)) ENGINE = InnoDB;
INSERT INTO t VALUES (1,2,3),(2,2,4);
COMMIT;

# Session A
START TRANSACTION;
UPDATE t SET b = 3 WHERE b = 2 AND c = 3;

# Session B
UPDATE t SET b = 4 WHERE b = 2 AND c = 4;

（PS：b列上有索引，這兩條語句在檢索時使用了b列上的索引，因此第一會話在b=2的列上加了X鎖，第一個會話更新b=2時會阻塞）

3.  READ UNCOMMITTED（讀未提交）

會出現臟讀，一般不使用

4.  SERIALIZABLE（串行化）

此級別類似於REPEATABLE READ，但如果禁用了自動提交，則InnoDB會將所有普通的SELECT語句隱式轉換為SELECT … LOCK IN SHARE MODE。