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【MySQL】黑悟空都掌握的技能，数据库隔离级别全攻略

JavaDog程序狗
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发布于 2024-08-26 / 80 阅读
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【MySQL】黑悟空都掌握的技能，数据库隔离级别全攻略

#数据库#MySQL#隔离级别

前言

🍊缘由

黑神话悟空玩家必备，数据库隔离级别完全解读

🐣闪亮主角

大家好，我是JavaDog程序狗

今天借着黑神话悟空的热度，跟大家分享一下数据库隔离级别，也是面试必备的八股文

😈你想听的故事

最近狗哥这当面试官的频率越来越多，面试者的水平也参差不齐…

关于数据库隔离级别的问题也是五花八门，有的小伙伴说这完全是八股文，没有实际作用

但狗哥作为搬砖编码小王子，认为基础内容必须掌握，不只为了应付面试，而是提升自己的必经道路

遂狗哥总结数据库隔离级别全攻略，与小伙伴一起分享这个知识点

正文

🎯主要目标

1.MySQL事务隔离级别

2.如何设置隔离级别

3.实操分析隔离级别

🍪目标讲解

一.MySQL四大隔离级别

事务隔离级别
1.读未提交 (Read Uncommitted)
  • 允许一个事务读取另一个事务未提交的数据。
2.读已提交 (Read Committed)
  • 一个事务只能读取另一个事务已经提交的数据。
3.可重复读 (Repeatable Read)
  • 保证在一个事务内多次读取同一数据时，其结果是一致的。
  • 这是 MySQL 默认的隔离级别。
4.串行化 (Serializable)
  • 强制事务串行执行，避免所有并发问题。

隔离水平
1.读未提交 (Read Uncommitted)
  • 隔离水平：最低
  • 特性：允许一个事务读取另一个事务未提交的数据。
2.读已提交 (Read Committed)
  • 隔离水平：较低
  • 特性：一个事务只能读取另一个事务已经提交的数据。
3.可重复读 (Repeatable Read)
  • 隔离水平：较高
  • 特性：保证在一个事务内多次读取同一数据时，其结果是一致的。
  • 默认设置：这是 MySQL 默认的隔离级别。
4.串行化 (Serializable)
  • 隔离水平：最高
  • 特性：强制事务串行执行，避免所有并发问题。

产生问题
1. 读未提交 (Read Uncommitted)
  • 脏读：一个事务读取了另一个事务未提交的数据，如果之后该事务被回滚，则会导致读取的数据无效。
  • 幻读：一个事务读取了一组数据后，另一个事务插入了一些新的数据项，当第一个事务再次读取相同的数据集时，会发现多了未曾见过的行。
  • 不可重复读：一个事务读取了一条数据后，另一个事务修改了这条数据，当第一个事务再次读取时，得到的数据不同。
2. 读已提交 (Read Committed)
  • 不可重复读：一个事务读取了一条数据后，另一个事务修改并提交了这条数据，当第一个事务再次读取时，得到的数据不同。
  • 幻读：一个事务读取了一组数据后，另一个事务插入了一些新的数据项并提交，当第一个事务再次读取相同的数据集时，会发现多了未曾见过的行。
3. 可重复读 (Repeatable Read)
  • 幻读：一个事务读取了一组数据后，另一个事务插入了一些新的数据项并提交，当第一个事务再次读取相同的数据集时，会发现多了未曾见过的行。
    默认设置：这是 MySQL 默认的隔离级别。
4. 串行化 (Serializable)
  • 性能影响：由于所有事务必须串行执行，可能会导致性能下降。
隔离级别 脏读 幻读 不可重复度
读未提交 会 会 会
读已提交 不会 会 会
可重复读 不会 会 不会
串行化 不会 不会 不会

🎯名词解释

  • 脏读

定义：一个事务能够读取到另一个事务尚未提交的数据。

🌰现实例子：想象一下你在银行排队等待办理业务，而你的朋友正在柜台办理转账。你的朋友还没有完成转账操作，也就是说这笔钱还没有真正从他的账户转到你的账户。但是，你却提前看到了自己的账户余额增加了这笔钱。如果这时你的朋友决定取消转账，那么你看到的余额增加就是“脏”的，因为你实际上并没有收到这笔钱。

  • 幻读

定义：幻读是指在一个事务内多次执行相同的查询语句，第二次或以后的查询返回了第一次查询时不存在的额外记录。

🌰现实例子：想象你在一个图书馆查找书籍，第一次查询时找到了10本书关于编程的书。你离开图书馆去喝了杯咖啡，回来后再次查询，发现现在有12本关于编程的书，因为在这段时间里有人捐赠了两本新书。这就像是在同一个事务中两次查询相同条件下的图书数量，但得到的数量不同。

  • 不可重复读

定义：不可重复读是指在一个事务内多次执行相同的查询语句，第二次或以后的查询返回的结果与第一次查询的结果不同。

🌰现实例子：假设你在网上购物，第一次查看某商品的价格是100元。然后你去干别的事情，比如接了个电话。当你再次查看同一件商品的价格时，发现它变成了90元，因为在这段时间里商家做了促销活动降低了价格。这就像是在一个事务中两次查询同一商品的价格，但得到了不同的结果。

二.MySQL设置隔离级别

1.全局设置：
  • 修改 MySQL 的配置文件 (my.cnf 或 my.ini) 中的 innodb_locks_unsafe_for_binlog 和 transaction_isolation 参数。
  • 这种设置适用于所有连接到 MySQL 的会话，并且需要重启 MySQL 服务才能生效。
2.会话级别设置：
  • 使用SET SESSION 或 SET 命令来设置当前会话的隔离级别。
  • 这种设置只对当前会话有效，并且不会影响其他会话。

具体的 SQL 命令如下：

  • 设置全局隔离级别：
  -- 修改配置文件中的设置
  # 在 my.cnf 或 my.ini 文件中添加如下设置
  [mysqld]
  transaction_isolation = <isolation_level>
  • 设置当前会话隔离级别：
  -- 设置当前会话的隔离级别为 REPEATABLE READ
  SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
  
  -- 或者简写形式
  SET SESSION tx_isolation='REPEATABLE-READ';
  • 设置当前事务的隔离级别：
  -- 在事务开始之前设置隔离级别
  SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

其中 <isolation_level> 是你想要设置的隔离级别，可以是以下之一：

READ UNCOMMITTED：最低的隔离级别，允许脏读。

READ COMMITTED：允许不可重复读。

REPEATABLE READ：MySQL 默认的隔离级别，防止不可重复读。

SERIALIZABLE：最高的隔离级别，完全防止脏读、不可重复读和幻读。

🌰示例

假设你想要设置当前会话的隔离级别为 READ COMMITTED，你可以这样操作：

-- 查看当前会话的隔离级别
SELECT @@SESSION.transaction_isolation;

-- 设置当前会话的隔离级别为 READ COMMITTED
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

-- 再次查看确认是否设置成功
SELECT @@SESSION.transaction_isolation;

💥注意:这些设置只会影响当前会话或当前事务，并且在事务结束后，隔离级别会恢复到之前的设置。如果你希望永久地更改隔离级别，你需要修改配置文件并重启 MySQL 服务。

三.实操分析隔离级别

🍓前置准备：

新建一个产品表，包含主键(id)，价格(price)，并插入一条数据，用作实际测试

-- 创建表
CREATE TABLE `demo`.`Untitled`  (
  `id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '主键id',
  `price` decimal(10, 2) NULL COMMENT '价格',
  PRIMARY KEY (`id`)
);
-- 测试数据
INSERT INTO `demo`.`product` (`id`, `price`) VALUES (1, 10.00);
INSERT INTO `demo`.`product` (`id`, `price`) VALUES (2, 10.00);
INSERT INTO `demo`.`product` (`id`, `price`) VALUES (3, 10.00);
INSERT INTO `demo`.`product` (`id`, `price`) VALUES (4, 10.00);
1.读未提交 (Read Uncommitted)
  • 回顾下读未提交概念

允许一个事务读取另一个事务尚未提交的数据。这种隔离级别提供了最高的并发性，但也可能导致一些问题，如脏读（Dirty Read）和不可重复读（Non-repeatable Read）

  • 读未提交事务1操作

事务1设置事务隔离级别为读未提交，开启事务，修改产品表id=1的price为99，注意这里并未提交事务。

-- 设置事务隔离级别为读未提交
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
-- 开始事务
START TRANSACTION;
-- 更新表中id=1的产品价格
UPDATE product SET price=99 WHERE id=1;
-- 确认更新成功，读未提交事务1查询
SELECT * FROM product WHERE id=1;

  • 读未提交事务2操作

事务2设置事务隔离级别为读未提交，去查看产品表id=1的price，结果是99，也就是读到了事务1中还未提交事务的值

-- 设置事务隔离级别为读未提交
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
-- 开始事务
START TRANSACTION;
-- 读未提交事务2查询
SELECT * FROM product WHERE id=1;

2. 读已提交 (Read Committed)
  • 回顾下读已提交概念

读已提交它确保每个事务只能看到已经提交的更改，从而避免了脏读，但可能会发生不可重复读和幻读

  • 读已提交事务1操作

事务1设置事务隔离级别为读已提交，开启事务，修改产品表id=2的price为99，注意这里并未提交事务。

-- 设置事务隔离级别为读已提交
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;
-- 更新表中id=2的数据
UPDATE product SET price=99 WHERE id=2;
-- 确认上面的UPDATE语句执行成功
SELECT * FROM product WHERE id=2;

  • 读已提交事务2操作

事务2设置事务隔离级别为读已提交，**去查看产品表id=2的price，结果是10，也就事务1更新前的值

-- 设置事务隔离级别为读已提交
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
-- 开始事务
START TRANSACTION;
-- 读未提交事务2查询
SELECT * FROM product WHERE id=2;

  • 读已提交事务1再操作

将刚才上一步price更新为99的事务进行提交commit

-- 提交事务
COMMIT;

  • 读已提交事务2再操作

事务1已提交，**去查看产品表id=2的price，结果是99，也就事务1更新后的值

-- 读未提交事务2查询
SELECT * FROM product WHERE id=2;

3. 可重复读 (Repeatable Read)
  • 回顾下可重复读概念

可重复读确保在同一个事务内多次读取相同的数据时结果是一致的，即使在这期间有其他事务进行了更新。

  • 可重复读事务1操作

事务1设置事务隔离级别为可重复读，开启事务，修改产品表id=3的price为99，注意这里并未提交事务。

-- 设置事务隔离级别为可重复读
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
-- 更新表中id=3的数据
UPDATE product SET price=99 WHERE id=3;
-- 确认上面的UPDATE语句执行成功
SELECT * FROM product WHERE id=3;

  • 可重复读事务2操作

事务2设置事务隔离级别为可重复读，**去查看产品表id=2的price，结果是10，也就事务1更新前的值

-- 设置事务隔离级别为可重复读
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
-- 开始事务
START TRANSACTION;
-- 读未提交事务3查询
SELECT * FROM product WHERE id=3;

  • 可重复读事务1再操作

将刚才上一步price更新为99的事务进行提交commit

-- 提交事务
COMMIT;

  • 可重复读事务2再操作

事务1已提交，**去查看产品表id=3的price，结果还是10，也就事务1提交后也是重复读取提交前的10

-- 可重复读事务3查询
SELECT * FROM product WHERE id=3;

4. 串行化 (Serializable)
  • 回顾下串行化概念

** 串行化确保事务以串行的方式执行**，完全避免了并发问题，但可能会降低系统的并发性能。

  • 串行化事务1操作

事务1设置事务隔离级别为串行化，开启事务，修改产品表id=1的price为99，注意这里并未提交事务。

-- 设置事务隔离级别为串行化
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
-- 开始事务
START TRANSACTION;
-- 更新表中id=4的产品价格
UPDATE product SET price=99 WHERE id=4;
-- 确认更新成功，读未提交事务4查询
SELECT * FROM product WHERE id=1;

  • 串行化事务2操作

事务2设置事务隔离级别为串行化，去查看产品表id=4的price，结果一直阻塞中等待

-- 设置事务隔离级别为读未提交
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
-- 开始事务
START TRANSACTION;
-- 读未提交事务2查询
SELECT * FROM product WHERE id=1;

总结

本文通过生动的例子和实际操作，全面解读了MySQL中的四种事务隔离级别：读未提交、读已提交、可重复读和串行化。

首先介绍了每种隔离级别的特点及其可能产生的问题，例如脏读、不可重复读和幻读。

接着详细说明了如何在MySQL中设置不同的隔离级别，包括全局设置和会话级别的设置方法。

最后通过一系列实操案例，直观展示了不同隔离级别下事务间交互的具体表现，帮助读者理解各种隔离级别的实际应用场景及优缺点。

通过本文的学习，开发者可以更好地掌握事务隔离级别的选择与应用，从而提高数据库应用程序的一致性和性能。

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