MySQL 事务隔离级别详解

一、事务的基本概念

（一）什么是事务

事务是一个逻辑工作单元，由一组数据库操作组成。这些操作要么全部成功执行，要么全部回滚，以确保数据库的一致性。事务具有以下四个特性，通常被称为 ACID 特性：

1. 原子性（Atomicity）：事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败回滚，就像一个不可分割的原子。
2. 一致性（Consistency）：事务必须使数据库从一个一致性状态转变为另一个一致性状态。
3. 隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，它们之间应该相互隔离，不能相互干扰。
4. 持久性（Durability）：一旦事务提交，它对数据库的修改就应该是永久性的，即使系统发生故障也不会丢失。

（二）为什么需要事务隔离级别

在多个事务并发执行的情况下，如果没有适当的隔离机制，可能会出现各种数据不一致的问题。事务隔离级别就是为了控制事务之间的干扰程度，确保数据的一致性和正确性。

二、MySQL 的事务隔离级别

MySQL 提供了四种事务隔离级别，分别是读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。

（一）读未提交（Read Uncommitted）

1. 定义：在这个隔离级别下，一个事务可以读取另一个未提交事务的数据。这意味着一个事务可以看到其他事务尚未提交的中间结果。
2. 存在的问题：
   • 脏读（Dirty Read）：一个事务读取到了另一个事务尚未提交的数据，如果另一个事务回滚，那么这个读取到的数据就是错误的。
3. 示例：
   • 事务 A 开始更新一条记录，但尚未提交。
   • 事务 B 读取了这条被事务 A 更新但未提交的记录。
   • 事务 A 回滚了更新操作。
   • 此时，事务 B 读取到的数据是错误的，因为它读取了一个被回滚的事务的数据。

（二）读已提交（Read Committed）

1. 定义：在这个隔离级别下，一个事务只能读取另一个已提交事务的数据。这可以避免脏读问题，但可能会出现不可重复读问题。
2. 存在的问题：
   • 不可重复读（Non-repeatable Read）：一个事务在多次读取同一数据时，可能会得到不同的结果，因为在这个事务执行过程中，其他事务可能对该数据进行了修改并提交。
3. 示例：
   • 事务 A 读取一条记录。
   • 事务 B 更新了这条记录并提交。
   • 事务 A 再次读取这条记录，发现结果与第一次不同。

（三）可重复读（Repeatable Read）

1. 定义：这是 MySQL 的默认隔离级别。在这个隔离级别下，一个事务在多次读取同一数据时，会得到相同的结果，避免了不可重复读问题。但可能会出现幻读问题。
2. 存在的问题：
   • 幻读（Phantom Read）：一个事务在多次执行相同的查询时，可能会得到不同数量的行，因为在这个事务执行过程中，其他事务可能插入了新的行。
3. 示例：
   • 事务 A 读取满足某个条件的所有记录。
   • 事务 B 插入了一条满足事务 A 查询条件的新记录并提交。
   • 事务 A 再次执行相同的查询，发现结果比第一次多了一行。

（四）串行化（Serializable）

1. 定义：在这个隔离级别下，事务之间是完全串行执行的，一个事务在执行时会锁定它所访问的所有数据，直到事务提交。这可以避免脏读、不可重复读和幻读问题，但会极大地降低数据库的并发性能。
2. 存在的问题：
   • 并发性能非常低，因为事务之间需要排队执行。
3. 示例：
   • 事务 A 开始执行，锁定了它需要访问的所有数据。
   • 事务 B 尝试访问被事务 A 锁定的数据，必须等待事务 A 提交后才能执行。

三、如何设置事务隔离级别

在 MySQL 中，可以通过以下方式设置事务隔离级别：

（一）使用 SQL 语句

1. 设置全局事务隔离级别：

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL <隔离级别名称>;

例如，要将全局事务隔离级别设置为读已提交，可以使用以下命令：

SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

1. 设置当前会话的事务隔离级别：

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL <隔离级别名称>;

例如，要将当前会话的事务隔离级别设置为可重复读，可以使用以下命令：

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

（二）在配置文件中设置

可以在 MySQL 的配置文件（通常是 my.cnf 或 my.ini）中设置默认的事务隔离级别。在 [mysqld] 部分添加以下行：

transaction-isolation = <隔离级别名称>

例如，要将默认的事务隔离级别设置为串行化，可以添加以下行：

transaction-isolation = SERIALIZABLE

四、事务隔离级别对并发性能的影响

不同的事务隔离级别对数据库的并发性能有不同的影响：

（一）读未提交

• 优点：允许最大的并发度，因为事务之间的干扰最小。
• 缺点：会导致脏读问题，数据的一致性无法得到保证。

（二）读已提交

• 优点：避免了脏读问题，比读未提交隔离级别更能保证数据的一致性。
• 缺点：可能会出现不可重复读问题，并发性能比读未提交隔离级别稍低。

（三）可重复读

• 优点：避免了不可重复读问题，是 MySQL 的默认隔离级别，在大多数情况下能够满足数据一致性的要求。
• 缺点：可能会出现幻读问题，并发性能比读已提交隔离级别更低。

（四）串行化

• 优点：可以完全避免脏读、不可重复读和幻读问题，保证了数据的绝对一致性。
• 缺点：并发性能非常低，只适用于对数据一致性要求非常高且并发度很低的场景。

五、如何选择合适的事务隔离级别

在选择事务隔离级别时，需要考虑以下几个因素：

（一）数据一致性要求

1. 如果对数据一致性要求非常高，不能容忍任何数据不一致的情况，可以选择串行化隔离级别。
2. 如果需要保证数据不被脏读，但可以接受不可重复读或幻读问题，可以选择读已提交隔离级别。
3. 如果需要避免不可重复读问题，可以选择可重复读隔离级别。
4. 如果对数据一致性要求不高，可以选择读未提交隔离级别以提高并发性能。

（二）并发性能要求

1. 如果应用对并发性能要求很高，可以选择较低的隔离级别，如读未提交或读已提交。
2. 如果并发性能要求不是很高，但需要保证一定的数据一致性，可以选择可重复读隔离级别。
3. 如果并发性能要求非常低，且对数据一致性要求极高，可以选择串行化隔离级别。

（三）应用场景

1. 对于一些对数据一致性要求不高的应用，如日志记录系统，可以选择读未提交隔离级别。
2. 对于一些需要保证数据不被脏读，但对不可重复读问题可以容忍的应用，如在线购物系统的库存查询，可以选择读已提交隔离级别。
3. 对于一些需要保证数据在多次读取时一致的应用，如银行系统的账户余额查询，可以选择可重复读隔离级别。
4. 对于一些对数据一致性要求极高且并发度很低的应用，如金融交易系统的核心业务处理，可以选择串行化隔离级别。