MySQL InnoDB事务隔离级别脏读、可重复读、幻读
希望通过本文,可以加深读者对ySQL InnoDB的四个事务隔离级别,以及脏读、不重复读、幻读的理解。
MySQL InnoDB事务的隔离级别有四级,默认是“可重复读”(REPEATABLE READ)。
· 未提交读(READUNCOMMITTED)。另一个事务修改了数据,但尚未提交,而本事务中的SELECT会读到这些未被提交的数据(脏读)。
· 提交读(READCOMMITTED)。本事务读取到的是最新的数据(其他事务提交后的)。问题是,在同一个事务里,前后两次相同的SELECT会读到不同的结果(不重复读)。
· 可重复读(REPEATABLEREAD)。在同一个事务里,SELECT的结果是事务开始时时间点的状态,因此,同样的SELECT操作读到的结果会是一致的。但是,会有幻读现象(稍后解释)。
· 串行化(SERIALIZABLE)。读操作会隐式获取共享锁,可以保证不同事务间的互斥。
四个级别逐渐增强,每个级别解决一个问题。
· 脏读,最容易理解。另一个事务修改了数据,但尚未提交,而本事务中的SELECT会读到这些未被提交的数据。
· 不重复读。解决了脏读后,会遇到,同一个事务执行过程中,另外一个事务提交了新数据,因此本事务先后两次读到的数据结果会不一致。
· 幻读。解决了不重复读,保证了同一个事务里,查询的结果都是事务开始时的状态(一致性)。但是,如果另一个事务同时提交了新数据,本事务再更新时,就会“惊奇的”发现了这些新数据,貌似之前读到的数据是“鬼影”一样的幻觉。
MySQL InnoDB事务隔离级别可设置为global和session级别。
事务隔离级别查看
查看当前session的事务隔离级别:
mysql> show variables like '%tx_isolation%'; +---------------+--------------+ | Variable_name | Value | +---------------+--------------+ | tx_isolation | SERIALIZABLE | +---------------+--------------+
查看全局的事务隔离级别。
mysql> show global variables like '%tx_isolation%'; +---------------+-----------------+ | Variable_name | Value | +---------------+-----------------+ | tx_isolation | REPEATABLE-READ | +---------------+-----------------+ 1 row in set (0.00 sec)设置事务隔离级别:
设置global事务隔离级别:
set global isolation level read committed;
注意一点的设置global并不会对当前session生效。
设置session事务隔离级别sql脚本:
set session transaction isolation level read uncommitted; set session transaction isolation level read committed; set session transaction isolation level REPEATABLE READ; set session transaction isolation level SERIALIZABLE;
上面的文字,读起来并不是那么容易让人理解,以下用几个实验对InnoDB的四个事务隔离级别做详细的解释,希望通过实验来加深大家对InnoDB的事务隔离级别理解。
CREATE TABLE `t` ( `a` INT (11) NOT NULL PRIMARY KEY ) ENGINE = INNODB DEFAULT CHARSET = UTF8; INSERT INTO t (a) VALUES (1),(2),(3);
实验一:解释脏读、可重复读问题
更新事务 |
事务A READ-UNCOMMITTED |
事务B READ-COMMITTED, |
事务C-1 REPEATABLE-READ |
事务C-2 REPEATABLE-READ |
事务D SERIALIZABLE |
set autocommit =0; |
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start transaction ; |
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start transaction; |
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insert into t(a)values(4); |
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select * from t; 1,2,3,4(脏读:读取到了未提交的事务中的数据) |
select * from t; 1,2,3(解决脏读) |
select * from t; 1,2,3 |
select * from t; 1,2,3 |
select * from t; 1,2,3 |
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commit; |
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select * from t: 1,2,3,4 |
select * from t: 1,2,3,4 |
select * from t: 1,2,3,4 (与上面的不在一个事务中,所以读到为事务提交后最新的,所以可读到4) |
select * from t: 1,2,3(重复读:由于与上面的在一个事务中,所以只读到事务开始事务的数据,也就是重复读) |
select * from t: 1,2,3,4 |
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commit(提交事务,下面的就是一个新的事务,所以可以读到事务提交以后的最新数据) |
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select * from t: 1,2,3,4 |
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READ-UNCOMMITTED 会产生脏读,基本很少适用于实际场景,所以基本不使用。 |
实验二:测试READ-COMMITTED与REPEATABLE-READ
事务A |
事务B READ-COMMITTED |
事务C REPEATABLE-READ |
set autocommit =0; |
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start transaction ; |
start transaction; |
start transaction; |
insert into t(a)values(4); |
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select * from t; 1,2,3 |
select * from t; 1,2,3 |
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commit; |
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select * from t: 1,2,3,4 |
select * from t: 1,2,3(重复读:由于与上面的在一个事务中,所以只读到事务开始事务的数据,也就是重复读) |
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commit(提交事务,下面的就是一个新的事务,所以可以读到事务提交以后的最新数据) |
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select * from t: 1,2,3,4 |
REPEATABLE-READ可以确保一个事务中读取的数据是可重复的,也就是相同的读取(第一次读取以后,即使其他事务已经提交新的数据,同一个事务中再次select也并不会被读取)。 READ-COMMITTED只是确保读取最新事务已经提交的数据。 |
当然数据的可见性都是对不同事务来说的,同一个事务,都是可以读到此事务中最新数据的。
start transaction; insert into t(a) values (4); select * from t; 1,2,3,4; insert into t(a) values (5); select * from t; 1,2,3,4,5;
实验三:测试SERIALIZABLE事务对其他的影响
事务A SERIALIZABLE |
事务B READ-UNCOMMITTED |
事务C READ-COMMITTED, |
事务D REPEATABLE-READ |
事务E SERIALIZABLE |
set autocommit =0; |
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start transaction ; |
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start transaction; |
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select a from t union all select sleep(1000) from dual; |
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insert into t(a)values(5); |
insert into t(a)values(5); |
insert into t(a)values(5); |
insert into t(a)values(5); |
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ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction |
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction |
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction |
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction |
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SERIALIZABLE 串行化执行,导致所有其他事务不得不等待事务A结束才行可以执行,这里特意使用了sleep函数,直接导致事务B,C,D,E等待事务A持有释放的锁。由于我sleep了1000秒,而innodb_lock_wait_timeout为120s。所以120s到了就报错HY000错误。 |
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SERIALIZABLE是相当严格的串行化执行模式,不管是读还是写,都会影响其他读取相同的表的事务。是严格的表级读写排他锁。也就失去了innodb引擎的优点。实际应用很少。 |
实验四:幻读
一些文章写到InnoDB的可重复读避免了“幻读”(phantom read),这个说法并不准确。
做个试验:(以下所有试验要注意存储引擎和隔离级别)
mysql>show create table t_bitfly\G; CREATE TABLE `t_bitfly` ( `id` bigint(20) NOT NULL default '0', `value` varchar(32) default NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=gbk mysql>select @@global.tx_isolation, @@tx_isolation; +-----------------------+-----------------+ | @@global.tx_isolation | @@tx_isolation | +-----------------------+-----------------+ | REPEATABLE-READ | REPEATABLE-READ | +-----------------------+-----------------+
试验4-1:
SessionA Session B START TRANSACTION; START TRANSACTION; SELECT * FROM t_bitfly; empty set INSERT INTO t_bitfly VALUES (1, 'a'); SELECT * FROM t_bitfly; empty set COMMIT; SELECT * FROM t_bitfly; empty set INSERT INTO t_bitfly VALUES (1, 'a'); ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '1' for key 1
如此就出现了幻读,以为表里没有数据,其实数据已经存在了,傻乎乎的提交后,才发现数据冲突了。
试验4-2:
SessionA Session B START TRANSACTION; START TRANSACTION; SELECT * FROM t_bitfly; +------+-------+ | id | value | +------+-------+ | 1 |a | +------+-------+ INSERT INTO t_bitfly VALUES (2, 'b'); SELECT * FROM t_bitfly; +------+-------+ | id | value | +------+-------+ | 1 |a | +------+-------+ COMMIT; SELECT * FROM t_bitfly; +------+-------+ | id | value | +------+-------+ | 1 |a | +------+-------+ UPDATE t_bitfly SET value='z'; Rows matched: 2 Changed:2 Warnings: 0 (怎么多出来一行) SELECT * FROM t_bitfly; +------+-------+ | id | value | +------+-------+ | 1 |z | | 2 |z | +------+-------+
本事务中第一次读取出一行,做了一次更新后,另一个事务里提交的数据就出现了。也可以看做是一种幻读。
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那么,InnoDB指出的可以避免幻读是怎么回事呢?
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/innodb-record-level-locks.html
By default, InnoDB operatesin REPEATABLE READ transaction isolation level and with the innodb_locks_unsafe_for_binlogsystem variable disabled. In this case, InnoDB uses next-key locks for searchesand index scans, which prevents phantom rows (see Section 13.6.8.5, “Avoidingthe Phantom Problem Using Next-Key Locking”).
准备的理解是,当隔离级别是可重复读,且禁用innodb_locks_unsafe_for_binlog的情况下,在搜索和扫描index的时候使用的next-keylocks可以避免幻读。
关键点在于,是InnoDB默认对一个普通的查询也会加next-key locks,还是说需要应用自己来加锁呢?如果单看这一句,可能会以为InnoDB对普通的查询也加了锁,如果是,那和序列化(SERIALIZABLE)的区别又在哪里呢?
MySQL manual里还有一段:
13.2.8.5. Avoiding the PhantomProblem Using Next-Key Locking (http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/innodb-next-key-locking.html)
Toprevent phantoms, InnoDB
usesan algorithm called next-key locking that combinesindex-row locking with gap
locking.
Youcan use next-key locking to implement a uniqueness check in your application:If you read your data in share mode and do not see a duplicate for a row youare going to insert, then you can safely insert your row and know that thenext-key lock set on the successor of your row during the read prevents anyonemeanwhile inserting a duplicate for your row. Thus, the next-key lockingenables you to “lock” the nonexistence of something in your table.
我的理解是说,InnoDB提供了next-key locks,但需要应用程序自己去加锁。manual里提供一个例子:
SELECT * FROM child WHERE id> 100 FOR UPDATE;
这样,InnoDB会给id大于100的行(假如child表里有一行id为102),以及100-102,102+的gap都加上锁。
可以使用showinnodb status来查看是否给表加上了锁。
再看一个实验,要注意,表t_bitfly里的id为主键字段。
实验4-3:
Session A Session B START TRANSACTION; START TRANSACTION; SELECT * FROM t_bitfly WHERE id<=1 FOR UPDATE; +------+-------+ | id | value | +------+-------+ | 1 | a | +------+-------+ INSERT INTO t_bitfly VALUES (2, 'b'); Query OK, 1 row affected SELECT * FROM t_bitfly; +------+-------+ | id | value | +------+-------+ | 1 | a | +------+-------+ INSERT INTO t_bitfly VALUES (0, '0'); (waiting for lock ... then timeout) ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction SELECT * FROM t_bitfly; +------+-------+ | id | value | +------+-------+ | 1 | a | +------+-------+ COMMIT; SELECT * FROM t_bitfly; +------+-------+ | id | value | +------+-------+ | 1 | a | +------+-------+
可以看到,用id<=1加的锁,只锁住了id<=1的范围,可以成功添加id为2的记录,添加id为0的记录时就会等待锁的释放。
MySQL manual里对可重复读里的锁的详细解释:
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/set-transaction.html#isolevel_repeatable-read
Forlocking reads (SELECT
with FORUPDATE
or LOCK
IN SHARE MODE
),UPDATE
, and DELETE
statements,
lockingdepends on whether the statement uses a unique index with a unique searchcondition, or a range-type search condition. For a unique index with a uniquesearch condition, InnoDB
locksonly
the index record found, not the gap before it. For other searchconditions, InnoDB
locksthe index range scanned, using gap locks or next-key (gap plus index-record)locks to block
insertions by other sessions into the gaps covered by the range.
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一致性读和提交读,先看实验,
实验4-4:
SessionA Session B START TRANSACTION; START TRANSACTION; SELECT * FROM t_bitfly; +----+-------+ | id | value | +----+-------+ | 1 |a | +----+-------+ INSERT INTO t_bitfly VALUES (2, 'b'); COMMIT; SELECT * FROM t_bitfly; +----+-------+ | id | value | +----+-------+ | 1 |a | +----+-------+ SELECT * FROM t_bitfly LOCK IN SHARE MODE; +----+-------+ | id | value | +----+-------+ | 1 |a | | 2 |b | +----+-------+ SELECT * FROM t_bitfly FOR UPDATE; +----+-------+ | id | value | +----+-------+ | 1 |a | | 2 |b | +----+-------+ SELECT * FROM t_bitfly; +----+-------+ | id | value | +----+-------+ | 1 |a | +----+-------+
如果使用普通的读,会得到一致性的结果,如果使用了加锁的读,就会读到“最新的”“提交”读的结果。
本身,可重复读和提交读是矛盾的。在同一个事务里,如果保证了可重复读,就会看不到其他事务的提交,违背了提交读;如果保证了提交读,就会导致前后两次读到的结果不一致,违背了可重复读。
可以这么讲,InnoDB提供了这样的机制,在默认的可重复读的隔离级别里,可以使用加锁读去查询最新的数据。
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/innodb-consistent-read.html
Ifyou want to see the “freshest” state of the database, you should use either theREAD COMMITTED isolation level or a locking read:
SELECT * FROM t_bitfly LOCK IN SHARE MODE;
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结论:MySQLInnoDB的可重复读并不保证避免幻读,需要应用使用加锁读来保证。而这个加锁度使用到的机制就是next-keylocks。
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文章幻读部分直接转载了bitfly的文章: http://blog.bitfly.cn/post/mysql-innodb-phantom-read/
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MySQL InnoDB四个事务级别 与 脏读、不重复读、幻读,布布扣,bubuko.com
MySQL InnoDB四个事务级别 与 脏读、不重复读、幻读
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