数据库中事务的几种隔离级别分别解决了哪些问题

一段废(huì)话(fà)

前面一直在写 JVM 系列的文章，直到有一天，卡壳了，后面不知道写啥了，原因就是笔者是一个菜鸟（公众号名称就能看出），懂得少，理解也不够透彻，导致差不多快两个月没更了（主要还是因为懒）。

最近打开微信公众号后台一看，发现停更两月，居然涨了 200 多个粉（上次春节也是因为懒，停更了快 3 个月，掉了 400 多个粉），心里一喜，决定还是继续坚持下去（程序员的快乐就是这么简单），不过 JVM 系列先暂停一段时间，而是接着之前分享过的 MySQL 系列继续（不出意外，接下来几篇将主要分享 MySQL 系列和 Redis 系列的知识）。

先来篇基础一点的文章，找找感觉，今天讲讲事务的隔离级别，虽然很基础，但是面试时却经常被问到(初级攻城狮)，所以还是很有必要了解一下，而且后面计划分享的两篇文章，和事务的隔离级别息息相关。

4 种现象与 4 种隔离级别

众所周知，通常关系型数据库在高并发面前，很弱鸡，但是吧，它即使再弱鸡，在正常的使用过程中，也存在一些并发的场景。而一出现并发，就会出现各种各样的问题，例如：脏写、脏读、不可重复读、幻读，这都是些啥呢？下面一一具体举例解释。

脏写现象与读未提交(read uncommitted)隔离级别

事务 A 和事务 B 同时执行，它们都要对同一条数据进行修改(这条数据的值，假设为 data)。

1. 首先是事务 A 将数据的值修改为 data1，暂时不提交事务；
2. 然后事务 B 将数据的值修改为 data2，然后立马提交事务；
3. 事务 A 可能由于自己的业务系统出现了异常，因此进行回滚操作，将数据的值重新回滚为 data。

在这个过程中，事务 A 一个回滚操作，将事务 B 修改的值也回滚了，一夜回到解放前，事务 B 白忙活一场，这种现象叫做脏写。它的本质就是一个事务将另一个事务提交的修改操作回滚了。

显然在数据库中，肯定不允许这种现象存在。那么该如何解决这种问题呢？加个写锁就能解决，要对数据修改，必须要先获取到这行数据的写锁，否则不能修改。

在事务 A 开启时，对 data 加上写锁，直到事务 A 提交事务以后，才释放锁，在此期间，其他事务由于获取不到锁，也就谈不上对 data 数据进行修改了。

在实际的数据库中，则是将事务的隔离级别设置为读未提交(read uncommitted) ，在该隔离级别下，能保证事务提交之前，其他事务不能同时对这条数据进行修改。

脏读现象与读提交(read committed)隔离级别

事务 A 和事务 B 同时执行，事务 A 先将数据从 data 修改为 data1，然后暂时不提交事务，而是继续向后处理业务逻辑。

然后事务 B 读取这一行数据，读取到值为 data1，然后基于 data1 这个值去处理自己的业务逻辑了。

接着事务 A 在处理后面的业务逻辑时出现了异常，因此要进行回滚操作，将数据从 data1 回滚为 data。

在这个过程中，当事务 B 再去查询时发现数据的值为 data，这就蛋疼了，本来是基于 data1 这个值去做的业务逻辑处理，结果现在发现值却是 data，完蛋了，全 NM 错了，这种现象就是脏读，它的本质就是一个事务读到了另一个事务未提交的值。

为了解决脏读的问题，数据库中定义了读提交(read committed) 隔离级别，它的意思就是，在读数据的时候，只能读到别的事务提交过后的值，对于未提交的事务对数据所做的修改操作，当前事务是无法读取到的。

在读提交的事务隔离级别下，当事务 B 去读取数据时，发现事务 A 还没有提交，因此它不能读取到 data1 这个值，只能读取到 data 这个值。

不可重复读现象与可重复读(repeatable read)隔离级别

假设现在数据库中事务的隔离级别为读提交，也就是未提交的事务修改的值，其他事务是读取不到的，那么在当前事务隔离级别下还会有其他问题吗？

事务 A 和事务 B 同时开启事务，事务 A 先从数据库查询数据，读取到的值为 data，然后事务 A 先不提交事务。

接着事务 B 修改数据，将数据的值从 data 修改为 data1。

如果事务 B 先不提交事务，那么事务 A 此时来读取数据时，能读取到最新的值 data1 吗？不能，因为我们假设了此时事务的隔离级别处于读提交状态。

好，既然不能事务 A 不能读取到最新值，那么现在事务 B 提交事务，接着让事务 A 再次从数据库查询数据，此时能读取到最新的值吗？

能，此时读取到的值为 data1，因为事务 B 已经提交了事务，在读提交的隔离级别下，提交了的事务，其他事务都能读取到最新的值。

但是这有问题啊！在同一个事务内（事务 A），它读取了两次数据，发现前后两次读取到的值分别是 data 和 data1，同一行数据，读到的值却不一样，事务 A 此时心里可能 MMP 了，干啥啊，忽悠我呢！

实际上这就是不可重复读现象，它的本质就是在同一个事务内，多次从数据库读取数据，读取到的值不一样。（注意不可重复读与脏读的区别：脏读是指读到了未提交事务的值，不可重复读指的是其他事务更新数据并提交后，自己前后读取到的数据不一致）

因此，可重复读(repeatable read) 事务隔离级别出现了，它的意思是，在同一个事务内，例如事务 A，多次从数据库读取数据时，每次读取到的值是一样的，即使在此期间有其他事务修改了这条数据的值，也不会导致事务 A 前后两次读取到的值不一样。

幻读现象与串行化(serializable)隔离级别

假设事务 A 和事务 B 并发执行，首先事务 A 先执行了如下 SQL，假设查到了 1 条数据；

### 假设只查询出来一条数据
select * from t where id > 1

接着事务 B 向数据库中又新插入了 10 条数据，并提交了事务；

然后事务 A 又使用同样的 SQL 语句查询数据，这时会查询出来 11 条数据，比之前查出来的数据多，也就是说看到了更多的数据，这种现象就是幻读。

注意幻读与不可重复读的区别：幻读特指在同一个事务内，前后两次查询，后面的查询，读到了之前没看到的数据；而不可重复读指的是在同一个事务内，针对同一行数据而言，前后两次查询，读取到的值不一样。

为了解决幻读的问题，数据库提出了串行化(Serializable) 这种事务隔离级别。

那么什么是串行化呢？归根结底，出现脏写、脏读、不可重复读、幻读这些问题，都是因为并发导致的，那要一下子全部解决这些问题，最简单的办法就是不要让线程并发执行，让多个线程一个一个执行，也就是串行化（也就是不让并发出现，都没有并发了，也就没有脏写、脏读、不可重复读、幻读这些幺蛾子了）。

由于事务的并发执行，会造成很多异常的现象，例如脏写、脏读、不可重复读、幻读等。

这四种现象总结起来就是：

1. 脏写指的是一个事务将其他事务提交的修改回滚了；
2. 脏读指的是一个事务读取到了另一个事务未提交的修改值；
3. 不可重复读指的是一个事务对同一条数据，两次前后读取到的值不一样，这是因为在此期间有其他事务更新了该条数据；
4. 幻读指的是一个事务，后一次的查询比前一次查询看到的数据多了，它特指读到了新的数据，需要与不可重复读的现象区分开来。

为了解决这些问题，SQL 标准（注意：这里说的是 SQL 标准）中定义了 4 种事务的隔离级来应对这些现象，分别是:读未提交、读提交、可重复读、串行化，它们的强度也依次递增。在这四种隔离级别下，它们的表现如下：

脏写 脏读 不可重复读 幻读 读未提交 ❌ ✅ ✅ ✅ 读提交 ❌ ❌ ✅ ✅ 可重复读 ❌ ❌ ❌ ✅ 串行化 ❌ ❌ ❌ ❌

实际上，这四种事务的隔离级别只是 SQL 标准中定义的，在各大数据库中，这 4 种隔离级别在实现细节上又有所不同，例如：对于 MySQL 的 InnoDB 存储引擎而言，在可重复读隔离级别下，MySQL 通过 MVCC 机制解决了幻读的问题（在 SQL 标准中，可重复读隔离级别下仍存在幻读的问题）。

那么 MySQL 是如何通过 MVCC 机制解决幻读的，下篇文章 《MySQL 的可重复读隔离级别下还存在幻读的问题吗？MVCC 机制的实现原理》 分析（立个 flag，这篇文章这周日发）。

- END -