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MySQL事务隔离级别详解
数据库
MySQL

本文由 SnailClimb 和 guang19 共同完成。

关于事务基本概览的介绍，请看这篇文章的介绍：MySQL 常见知识点&面试题总结

事务隔离级别总结

SQL 标准定义了四种事务隔离级别，用来平衡事务的隔离性（Isolation）和并发性能。级别越高，数据一致性越好，但并发性能可能越低。这四个级别是：

  • READ-UNCOMMITTED(读取未提交) ：最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更，可能会导致脏读、幻读或不可重复读。这种级别在实际应用中很少使用，因为它对数据一致性的保证太弱。
  • READ-COMMITTED(读取已提交) ：允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻止脏读，但是幻读或不可重复读仍有可能发生。这是大多数数据库（如 Oracle, SQL Server）的默认隔离级别。
  • REPEATABLE-READ(可重复读) ：对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改，可以阻止脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生。MySQL InnoDB 存储引擎的默认隔离级别正是 REPEATABLE READ。并且，InnoDB 在此级别下通过 MVCC（多版本并发控制） 和 Next-Key Locks（间隙锁+行锁） 机制，在很大程度上解决了幻读问题。
  • SERIALIZABLE(可串行化) ：最高的隔离级别，完全服从 ACID 的隔离级别。所有的事务依次逐个执行，这样事务之间就完全不可能产生干扰，也就是说，该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。
隔离级别 脏读 (Dirty Read) 不可重复读 (Non-Repeatable Read) 幻读 (Phantom Read)
READ UNCOMMITTED √ √ √
READ COMMITTED × √ √
REPEATABLE READ × × √ (标准) / ≈× (InnoDB)
SERIALIZABLE × × ×

默认级别查询：

MySQL InnoDB 存储引擎的默认隔离级别是 REPEATABLE READ。可以通过以下命令查看：

  • MySQL 8.0 之前：SELECT @@tx_isolation;
  • MySQL 8.0 及之后：SELECT @@transaction_isolation;
mysql> SELECT @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ         |
+-------------------------+

InnoDB 的 REPEATABLE READ 对幻读的处理：

标准的 SQL 隔离级别定义里，REPEATABLE READ 是无法防止幻读的。但 InnoDB 的实现通过以下机制很大程度上避免了幻读：

  • 快照读 (Snapshot Read):普通的 SELECT 语句，通过 MVCC 机制实现。事务启动时创建一个数据快照，后续的快照读都读取这个版本的数据，从而避免了看到其他事务新插入的行（幻读）或修改的行（不可重复读）。
  • 当前读 (Current Read):像 SELECT ... FOR UPDATE, SELECT ... LOCK IN SHARE MODE, INSERT, UPDATE, DELETE 这些操作。InnoDB 使用 Next-Key Lock 来锁定扫描到的索引记录及其间的范围（间隙），防止其他事务在这个范围内插入新的记录，从而避免幻读。Next-Key Lock 是行锁（Record Lock）和间隙锁（Gap Lock）的组合。

值得注意的是，虽然通常认为隔离级别越高、并发性越差，但 InnoDB 存储引擎通过 MVCC 机制优化了 REPEATABLE READ 级别。对于许多常见的只读或读多写少的场景，其性能与 READ COMMITTED 相比可能没有显著差异。不过，在写密集型且并发冲突较高的场景下，RR 的间隙锁机制可能会比 RC 带来更多的锁等待。

此外，在某些特定场景下，如需要严格一致性的分布式事务（XA Transactions），InnoDB 可能要求或推荐使用 SERIALIZABLE 隔离级别来确保全局数据的一致性。

《MySQL 技术内幕：InnoDB 存储引擎(第 2 版)》7.7 章这样写到：

InnoDB 存储引擎提供了对 XA 事务的支持，并通过 XA 事务来支持分布式事务的实现。分布式事务指的是允许多个独立的事务资源（transactional resources）参与到一个全局的事务中。事务资源通常是关系型数据库系统，但也可以是其他类型的资源。全局事务要求在其中的所有参与的事务要么都提交，要么都回滚，这对于事务原有的 ACID 要求又有了提高。另外，在使用分布式事务时，InnoDB 存储引擎的事务隔离级别必须设置为 SERIALIZABLE。

实际情况演示

在下面我会使用 2 个命令行 MySQL ，模拟多线程（多事务）对同一份数据的脏读问题。

MySQL 命令行的默认配置中事务都是自动提交的，即执行 SQL 语句后就会马上执行 COMMIT 操作。如果要显式地开启一个事务需要使用命令：START TRANSACTION。

我们可以通过下面的命令来设置隔离级别。

SET [SESSION|GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL [READ UNCOMMITTED|READ COMMITTED|REPEATABLE READ|SERIALIZABLE]

我们再来看一下我们在下面实际操作中使用到的一些并发控制语句:

  • START TRANSACTION |BEGIN：显式地开启一个事务。
  • COMMIT：提交事务，使得对数据库做的所有修改成为永久性。
  • ROLLBACK：回滚会结束用户的事务，并撤销正在进行的所有未提交的修改。

脏读(读未提交)

避免脏读(读已提交)

不可重复读

还是刚才上面的读已提交的图，虽然避免了读未提交，但是却出现了，一个事务还没有结束，就发生了 不可重复读问题。

可重复读

幻读

演示幻读出现的情况

SQL 脚本 1 在第一次查询工资为 500 的记录时只有一条，SQL 脚本 2 插入了一条工资为 500 的记录，提交之后；SQL 脚本 1 在同一个事务中再次使用当前读查询发现出现了两条工资为 500 的记录这种就是幻读。

解决幻读的方法

解决幻读的方式有很多，但是它们的核心思想就是一个事务在操作某张表数据的时候，另外一个事务不允许新增或者删除这张表中的数据了。解决幻读的方式主要有以下几种：

  1. 将事务隔离级别调整为 SERIALIZABLE 。
  2. 在可重复读的事务级别下，给事务操作的这张表添加表锁。
  3. 在可重复读的事务级别下，给事务操作的这张表添加 Next-key Lock（Record Lock+Gap Lock）。

参考