MySQL 是如何實(shí)現(xiàn)四大隔離級(jí)別的?

一、MySQL 是如何實(shí)現(xiàn)四大隔離級(jí)別的

首先說(shuō)讀未提交，它是性能較好，也可以說(shuō)它是最野蠻的方式，因?yàn)樗鼔焊鶅壕筒患渔i，所以根本談不上什么隔離效果，可以理解為沒(méi)有隔離。

再來(lái)說(shuō)串行化。讀的時(shí)候加共享鎖，也就是其他事務(wù)可以并發(fā)讀，但是不能寫。寫的時(shí)候加排它鎖，其他事務(wù)不能并發(fā)寫也不能并發(fā)讀。

最后說(shuō)讀提交和可重復(fù)讀。這兩種隔離級(jí)別是比較復(fù)雜的，既要允許一定的并發(fā)，又想要兼顧的解決問(wèn)題。

為了解決不可重復(fù)讀，或者為了實(shí)現(xiàn)可重復(fù)讀，MySQL 采用了 MVVC (多版本并發(fā)控制) 的方式。

我們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)表中看到的一行記錄可能實(shí)際上有多個(gè)版本，每個(gè)版本的記錄除了有數(shù)據(jù)本身外，還要有一個(gè)表示版本的字段，記為 row trx_id，而這個(gè)字段就是使其產(chǎn)生的事務(wù)的 id，事務(wù) ID 記為 transaction id，它在事務(wù)開(kāi)始的時(shí)候向事務(wù)系統(tǒng)申請(qǐng)，按時(shí)間先后順序遞增。

一行記錄現(xiàn)在有 3 個(gè)版本，每一個(gè)版本都記錄這使其產(chǎn)生的事務(wù) ID，比如事務(wù)A的transaction id 是100，那么版本1的row trx_id 就是 100，同理版本2和版本3。

在上面介紹讀提交和可重復(fù)讀的時(shí)候都提到了一個(gè)詞，叫做快照，學(xué)名叫做一致性視圖，這也是可重復(fù)讀和不可重復(fù)讀的關(guān)鍵，可重復(fù)讀是在事務(wù)開(kāi)始的時(shí)候生成一個(gè)當(dāng)前事務(wù)全局性的快照，而讀提交則是每次執(zhí)行語(yǔ)句的時(shí)候都重新生成一次快照。

對(duì)于一個(gè)快照來(lái)說(shuō)，它能夠讀到那些版本數(shù)據(jù)，要遵循以下規(guī)則：

當(dāng)前事務(wù)內(nèi)的更新，可以讀到；

版本未提交，不能讀到；

版本已提交，但是卻在快照創(chuàng)建后提交的，不能讀到；

版本已提交，且是在快照創(chuàng)建前提交的，可以讀到；

利用上面的規(guī)則，再返回去套用到讀提交和可重復(fù)讀的那兩張圖上就很清晰了。還是要強(qiáng)調(diào)，兩者主要的區(qū)別就是在快照的創(chuàng)建上，可重復(fù)讀僅在事務(wù)開(kāi)始是創(chuàng)建一次，而讀提交每次執(zhí)行語(yǔ)句的時(shí)候都要重新創(chuàng)建一次。

存在這的情況，兩個(gè)事務(wù)，對(duì)同一條數(shù)據(jù)做修改。最后結(jié)果應(yīng)該是哪個(gè)事務(wù)的結(jié)果呢，肯定要是時(shí)間靠后的那個(gè)對(duì)不對(duì)。并且更新之前要先讀數(shù)據(jù)，這里所說(shuō)的讀和上面說(shuō)到的讀不一樣，更新之前的讀叫做“當(dāng)前讀”，總是當(dāng)前版本的數(shù)據(jù)，也就是多版本中最新一次提交的那版。

假設(shè)事務(wù)A執(zhí)行 update 操作， update 的時(shí)候要對(duì)所修改的行加行鎖，這個(gè)行鎖會(huì)在提交之后才釋放。而在事務(wù)A提交之前，事務(wù)B也想 update 這行數(shù)據(jù)，于是申請(qǐng)行鎖，但是由于已經(jīng)被事務(wù)A占有，事務(wù)B是申請(qǐng)不到的，此時(shí)，事務(wù)B就會(huì)一直處于等待狀態(tài)，直到事務(wù)A提交，事務(wù)B才能繼續(xù)執(zhí)行，如果事務(wù)A的時(shí)間太長(zhǎng)，那么事務(wù)B很有可能出現(xiàn)超時(shí)異常。加鎖的過(guò)程要分有索引和無(wú)索引兩種情況，比如下面這條語(yǔ)句

update user set age=11 where id = 1

id 是這張表的主鍵，是有索引的情況，那么 MySQL 直接就在索引數(shù)中找到了這行數(shù)據(jù)，然后干凈利落的加上行鎖就可以了。

而下面這條語(yǔ)句

update user set age=11 where age=10

表中并沒(méi)有為 age 字段設(shè)置索引，所以， MySQL 無(wú)法直接定位到這行數(shù)據(jù)。那怎么辦呢，當(dāng)然也不是加表鎖了。MySQL 會(huì)為這張表中所有行加行鎖，沒(méi)錯(cuò)，是所有行。但是呢，在加上行鎖后，MySQL 會(huì)進(jìn)行一遍過(guò)濾，發(fā)現(xiàn)不滿足的行就釋放鎖，最終只留下符合條件的行。雖然最終只為符合條件的行加了鎖，但是這一鎖一釋放的過(guò)程對(duì)性能也是影響極大的。所以，如果是大表的話，建議合理設(shè)計(jì)索引，如果真的出現(xiàn)這種情況，那很難保證并發(fā)度。

延伸閱讀：

二、什么是數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用非常廣泛，舉個(gè)例子，我們平時(shí)在瀏覽器上搜索內(nèi)容，就要用到數(shù)據(jù)庫(kù)去檢索我們的關(guān)鍵字。以前我們可能會(huì)用數(shù)組、集合、文件等來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但是接下來(lái)我們就會(huì)面臨一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或內(nèi)容過(guò)多的時(shí)候，我們?nèi)绾稳ゾ珳?zhǔn)的找到我們需要的東西，這時(shí)候數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)就派上了用場(chǎng)。除此之外，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)還能永久的儲(chǔ)存我們的數(shù)據(jù)。

為了便于大家理解，這里先給大家講解幾個(gè)概念

DB數(shù)據(jù)庫(kù)（database)：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的“倉(cāng)庫(kù)”。它保存了一系列有組織的數(shù)據(jù)。

DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Database Management System)：數(shù)據(jù)庫(kù)是通過(guò)DBMS創(chuàng)建和操作的容器。

SQL，結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言（Structured Query Language）用一句話概括，SQL是一種特殊目的的編程語(yǔ)言，一種專門用來(lái)與數(shù)據(jù)庫(kù)通信的語(yǔ)言。在數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)被結(jié)構(gòu)化并存儲(chǔ)在不同的表中，從而簡(jiǎn)化了訪問(wèn)，更新和操作數(shù)據(jù)的過(guò)程。該表由列和行組成。數(shù)據(jù)庫(kù)中的表可以在關(guān)系的幫助下進(jìn)行連接。要在數(shù)據(jù)庫(kù)中執(zhí)行與數(shù)據(jù)相關(guān)的任務(wù)，可以使用SQL。SQL代表結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，旨在在特定RDBMS內(nèi)創(chuàng)建，修改和管理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。

SQL優(yōu)點(diǎn)：

1、不是某個(gè)特定數(shù)據(jù)庫(kù)供應(yīng)商專有的語(yǔ)言，幾乎所有DBMS（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）都支持SQL

2、簡(jiǎn)單易學(xué)

3、雖然簡(jiǎn)單，但實(shí)際上是一種強(qiáng)有力的語(yǔ)言，靈活使用其語(yǔ)言元素，可以進(jìn)行非常復(fù)雜和高級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作。