數(shù)據(jù)庫隔離級別相關

1.數(shù)據(jù)庫隔離級別
目前數(shù)據(jù)庫MySQL 并發(fā)事務下,在不同的隔離級別下,可能會出現(xiàn)四個問題.分別是:臟寫(Lost Update),臟讀(Dirty Reads),不可重復讀(Non-Repeatable Reads),幻讀(Phantom Reads)。
數(shù)據(jù)庫的隔離級別分別是: 未提交讀(read uncommitted)、已提交讀(read committed)、可重復讀(repeatable read)、串行化(serializable)

2.各種數(shù)據(jù)庫引擎的默認隔離級別

  • Mysql 可重復讀
  • Oracle 讀提交
  • Sql Server 讀提交
    為什么Oracle和Sql Server的默認隔離級別是可提交?為什么Mysql是可重復讀?
    首先隔離級別肯定不能是未提交讀,讀取未提交的數(shù)據(jù)太過危險。串行化的隔離級別基本意味著沒有高并發(fā),太嚴格。所以隔離級別就在已提交讀和可重復讀之間了。那么大多數(shù)的選擇是已讀提交,這是因為:
    (1)repeatable存在間隙鎖會使死鎖的概率增大,在RR隔離級別下,條件列未命中索引會鎖表!而在RC隔離級別下,只鎖行。
    (2)在RC級用別下,主從復制用什么binlog格式:row格式,是基于行的復制!

那為什么,在Oracle,SqlServer中都是選擇讀已提交(Read Commited)作為默認的隔離級別,為什么Mysql不選擇讀已提交(Read Commited)作為默認隔離級別,而選擇可重復讀(Repeatable Read)作為默認的隔離級別呢?

詳細說明見:https://www.cnblogs.com/shoshana-kong/p/10516404.html

3.隔離級別舉例
https://zhuanlan.zhihu.com/p/150107974

4.事務隔離級別是如何避免上述讀寫問題
(1)讀未提交:一個事務可以讀取到另一個事務未提交的修改。這會帶來臟讀、幻讀、不可重復讀問題。(基本沒用)
(2)讀已提交:一個事務只能讀取另一個事務已經提交的修改。其避免了臟讀,但仍然存在不可重復讀和幻讀問題。
(3)可重復讀:同一個事務中多次讀取相同的數(shù)據(jù)返回的結果是一樣的。其避免了臟讀和不可重復讀問題,但幻讀依然存在。
(4)串行化:事務串行執(zhí)行。避免了以上所有問題。

以上是SQL-92標準中定義的四種隔離級別。在MySQL中,默認的隔離級別是REPEATABLE-READ(可重復讀),并且解決了幻讀問題。簡單的來說,mysql的默認隔離級別解決了臟讀、幻讀、不可重復讀問題。

不可重復讀重點在于update和delete,而幻讀的重點在于insert。

在這里,我們只討論讀已提交和可重復讀。

我們可以通過MVCC,即多版本并發(fā)控制,來實現(xiàn)讀已提交和可重復讀的隔離機制。
MVCC如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫讀已提交和可重復讀這兩種隔離級別?

MVCC其實主要包含三個概念:隱藏列,undo log,ReadView

隱藏列

在Innodb引擎中,每個數(shù)據(jù)表都會有兩個隱藏列(其實準確來說是三個,還有一個叫隱藏id,因為innodb必須要有主鍵,如果建表時沒有顯式指定的話,就會生成這個隱藏id作為主鍵,當然這個隱藏id和mvcc沒有關系,真正和mvcc有關系的其實是兩個隱藏列),分別是trx_id,創(chuàng)建版本號;和roll_pointer,回滾指針。其中創(chuàng)建版本號其實就是創(chuàng)建該行數(shù)據(jù)的事務id。這些隱藏列對我們客戶端來說是不可見的。

undo log

當事務對數(shù)據(jù)行進行一次更新操作時,會把舊數(shù)據(jù)行記錄在一個叫做undo log的記錄中,在undo log中除了記錄數(shù)據(jù)行,還會記錄下該行數(shù)據(jù)的對應的創(chuàng)建版本號,也就是生成這行數(shù)據(jù)的事務id嘛~然后將原來數(shù)據(jù)行中的回滾指針指向undo log記錄的這行數(shù)據(jù)。然后再在原來數(shù)據(jù)表中進行一次更新操作,如果這次更新操作回滾了,那么就可以根據(jù)回滾指針去undo log中查找之前的數(shù)據(jù)進行復原。如果后續(xù)還有更新操作的話,就會在undo log中和之前的數(shù)據(jù)行形成一條鏈表,鏈表頭就是最新的數(shù)據(jù),這條鏈表就叫做版本鏈


版本鏈

(ps:數(shù)據(jù)本來是劉備,然后事務id為100的事務先修改成了關羽,再修改成了張飛,后面事務id為200的事務先修改成了趙云,再修改成了諸葛亮,)

事務的可見性都是基于這個undo log來實現(xiàn)的

ReadView

剛才說了更新操作,那查詢操作呢?這才是實現(xiàn)不同隔離級別的關鍵地方

當進行查詢操作時,事務會生成一個ReadView,ReadView是一個事務快照,準確來說是當前時間點系統(tǒng)內活躍的事務列表,也就是說系統(tǒng)內所有未提交的事務,都會記錄在這個Readview內,事務就根據(jù)它來判斷哪些數(shù)據(jù)是可見的,哪些是不可見的。

查詢一條數(shù)據(jù)時,事務會拿到這個ReadView,去到undo log中進行判斷。若查詢到某一條數(shù)據(jù):

  • 先去查看undo log中的最新數(shù)據(jù)行,如果數(shù)據(jù)行的版本號小于ReadView記錄的事務id最小值,就說明這條數(shù)據(jù)對當前數(shù)據(jù)庫是可見的,可以直接作為結果集返回
  • 若數(shù)據(jù)行版本號大于ReadView記錄最大值,說明這條數(shù)據(jù)是由一個新的事務修改的,對當前事務不可見,那么就順著版本鏈繼續(xù)往下尋找第一條滿足條件的
  • 若數(shù)據(jù)行版本號在ReadView最小值和最大值之間,那么就需要進行遍歷了整個ReadView了,如果數(shù)據(jù)行版本號等于ReadView的某個值,說說明該行數(shù)據(jù)仍然處于活躍狀態(tài),那么對當前事務不可見

讀已提交和可重復讀的實現(xiàn)

ReadView就是這樣來判斷數(shù)據(jù)可見性的。

那又是如何實現(xiàn)讀已提交和可重復讀呢?其實很簡單,就是生成ReadView的時機不同。

對讀已提交來說,事務中的每次讀操作都會生成一個新的ReadView,也就是說,如果這期間某個事務提交了,那么它就會從ReadView中移除。這樣確保事務每次讀操作都能讀到相對比較新的數(shù)據(jù)

而對可重復讀來說,事務只有在第一次進行讀操作時才會生成一個ReadView,后續(xù)的讀操作都會重復使用這個ReadView。也就是說,如果在此期間有其他事務提交了,那么對于可重復讀來說也是不可見的,因為對它來說,事務活躍狀態(tài)在第一次進行讀操作時就已經確定下來,后面不會修改了。
(引用:https://www.pianshen.com/article/89531041786/

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