MySQL数据库事务的隔离级别
一、事务隔离级别的概念
数据库资源可以被多个用户同时访问，数据库在并发访问时，如果不采取必要的隔离措施，就会导致各种并发问题，破坏数据的完整性，此时需要为事务设置隔离级别。事务隔离级别是指在处理同一个数据的多个事务中，一个事务修改数据后，其他事务何时能看到修改后的结果。在MySQL数据库中事务有四种隔离级别，由低到高依次为：
（1）Read uncommitted（读取未提交）：这是事务中最低的隔离级别，在该隔离级别，所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。该隔离级别可能出现脏读，一般不使用；
（2）Read committed（读取已提交）：其他事务提交了对数据的修改后，本事务就能读取到修改后的数据值。该隔离级别可以避免脏读，但不能避免不可重复读和幻读；
（3）Repeatable read（可重复读）：是MySQL的默认事务隔离级别。在该隔离级别，无论其他事务是否修改并提交了数据，在这个事务中看到的数据值始终不受其他事务影响，可以避免脏读和不可重复读的问题，但不能避免幻读问题；
（4）Serializable（可串行化）：事务中最高的隔离级别，通过强制事务排序使之不可能相互冲突，但性能很低，一般很少使用。在该隔离级别，事务顺序执行，可以避免脏读、不可重复读和幻读问题。
各种事务隔离级别存在的问题：
| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
|---|---|---|---|
| read uncommitted（读取未提交） | √ | √ | √ |
| read committed（读取已提交） | × | √ | √ |
| repeatable read（可重复读） | × | × | √ |
| serializable（可串行化） | × | × | × |
查看MySQL的事务隔离级别：
mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set, 1 warning (0.01 sec)
设置MySQL的事务隔离级别，语法如下：
set session transaction isolation level
{read uncommitted | read committed | repeatable read | serializable}
二、数据准备
创建用户账户（account）表并输入数据：
create table account(
account_id int primary key,
name char(20) not null default '',
balance decimal(16,2) not null default 0
) engine=innoDB;
insert into account values(1001,'Zhangsan',5000),(1002,'Lisi',5000),
(1003,'Wangwu',1000),(1004,'Liuping',500);
三、脏读
（一）造成脏读的原因分析
脏读就是指当一个事务正在访问数据，并且对数据进行了修改，而这种修改还没有提交到数据库中，这时，另外一个事务也访问这个数据，然后使用了这个数据。
当事务的隔离级别设置为read uncommitted时可能出现脏读问题。使用两个客户端来模拟并发操作，将客户端A（登录用户为zhang）和客户端B（登录用户为liu）的事务隔离级别设置为read uncommitted，结果如下：
mysql> set session transaction isolation level read uncommitted;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select @@tx_isolation;
+------------------+
| @@tx_isolation |
+------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
--在客户端A查看account表的信息
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 4000.00 |
| 1002 | Lisi | 6000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
1、在客户端B（登录用户为liu）中开启事务，然后进行转账操作：
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 4000.00 |
| 1002 | Lisi | 6000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> update account set balance=balance-500 where account_id=1001;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql> update account set balance=balance+500 where account_id=1002;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
2、在客户端B没有提交事务的情况下，在客户端A中查看account表的数据：
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 3500.00 |
| 1002 | Lisi | 6500.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
3、发现已经转账成功！但此时客户端B中的事务并没有提交，这就是【脏读】。
当客户端B回滚了事务，此时在客户端A查看账户信息：
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 4000.00 |
| 1002 | Lisi | 6000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
可以看出，客户端A查询到的数据发生了变化，变成了转账之前的情况。
（二）脏读的危害
对于脏读，客户端A如果仅仅是查看数据，则客户端B事务提交前和提交后，客户端A看到的数据会不一致，数据库中的数据不受影响。但如果在客户端B没有提交的情况下，客户端A对数据进行了更改，就会出现数据不一致问题。
将客户端A（登录用户为zhang）和客户端B（登录用户为liu）的事务隔离级别设置为read uncommitted。
1、在客户端B（登录用户为liu）中开启事务，然后进行转账操作：
客户端B的操作过程如下：
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 4000.00 |
| 1002 | Lisi | 6000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> update account set balance=balance-2000 where account_id=1001;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql> update account set balance=balance+2000 where account_id=1002;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
2、在客户端B没有提交事务的情况下，在客户端A中查看account表的数据，并对数据进行修改：
客户端A的操作过程如下，此时客户端A的更新语句被阻塞。
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 2000.00 |
| 1002 | Lisi | 8000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
mysql> update account set balance=balance-8000 where account_id=1002;
3、在客户端B中的执行事务的回滚：
客户端B的操作过程如下：
mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
4、在客户端A中查看账户信息
mysql> update account set balance=balance-8000 where account_id=1002;
Query OK, 1 row affected (5.81 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql> select * from account;
+------------+----------+----------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+----------+
| 1001 | Zhangsan | 4000.00 |
| 1002 | Lisi | -2000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+----------+
4 rows in set (0.00 sec)
可以看到，在客户端B中执行rollback回滚之后，客户端A中的update命令执行成功了！Lisi的账户余额变成了负值。
四、不可重复读
（一）造成不可重复读原因分析
不可重复读是指在事务A中，读取了一个数据，在事务A还没有结束时，事务B读取访并修改了这个数据，并提交。紧接着，事务A又读取这个数据，但由于事务B已经修改了这个数据，导致事务A两次读到的的数据是不一样的，称为不可重复读。
当事务的隔离级别设置为read committed时可能出现不可重复读的问题。使用两个客户端来模拟并发操作，将客户端A（登录用户为zhang）和客户端B（登录用户为liu）的事务隔离级别设置为read committed，结果如下：
mysql> set session transaction isolation level read committed;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| READ-COMMITTED |
+----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
1、在客户端A中开启事务，查看accout表的账户信息：
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 4000.00 |
| 1002 | Lisi | 6000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
2、在客户端B中开启事务，然后进行转账操作，并提交事务
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> update account set balance=balance-500 where account_id=1001;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql> update account set balance=balance+500 where account_id=1002;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 3500.00 |
| 1002 | Lisi | 6500.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
3、在客户端A中查看account表的数据
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 3500.00 |
| 1002 | Lisi | 6500.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
此时，客户端A查询到了客户端B修改后的数据，而客户端A中的事务还没有结束。这意味着，客户端A在同一个事务中查询同一个表，两次查询的结果不一致。不过在大多数场合，这种问题是可以接受的，因此大部分数据库管理系统使用该隔离级别，比如Oracle。
该隔离级别不会发生脏读，因为在客户端B没有提交数据的情况下，客户端A是无法看到该数据的。
（二）把隔离级别设置为可重复读（repeatable read）
使用两个客户端来模拟并发操作，将客户端A（登录用户为zhang）和客户端B（登录用户为liu）的事务隔离级别设置为repeatable read，结果如下：
mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
1、在客户端A中开启事务，查看accout表的账户信息：
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 4000.00 |
| 1002 | Lisi | 6000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
2、在客户端B中开启事务，然后进行转账操作，并提交事务
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> update account set balance=balance-500 where account_id=1001;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql> update account set balance=balance+500 where account_id=1002;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 3500.00 |
| 1002 | Lisi | 6500.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
3、在客户端A中查看account表的数据
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 4000.00 |
| 1002 | Lisi | 6000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 3500.00 |
| 1002 | Lisi | 6500.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
可以看出，即使客户端B提交了事务，由于客户端A的事务还没有结束，客户端A看到的account表仍然是转账之前的信息。然后客户端A提交事务（也可以回滚事务），才能看到最终的更新结果。
五、幻读
当事务的隔离级别为repeatable read（可重复读）时，可能出现幻读的问题。所谓幻读，指的是当某个事务在读取某个范围内的记录时，另外一个事务又在该范围内插入了新的记录，当之前的事务再次读取该范围的记录时，会产生幻行。即在一个事务内两次查询的数据行数不一致，与不可重复读的问题类似，这都是因为在查询过程中其他事务做了更新操作。
不可重复读和幻读两者有些相似，但不可重复读重点在于update和delete，而幻读的重点在于insert。
举个例子：就是事务A查询id<10的记录时，返回了2条记录，接着事务B插入了一条id为3的记录，并提交。接着事务A查询id<10的记录时，返回了3条记录，结果却多了一条数据。
InnoDB存储引擎通过多版本并发控制（MVCC）解决了幻读的问题。
使用两个客户端来模拟并发操作，将客户端A（登录用户为zhang）和客户端B（登录用户为liu）的事务隔离级别设置为repeatable read，结果如下：
mysql> set session transaction isolation level repeatable read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
1、在客户端A中开启事务，查看accout表中account_id<1003的账户信息：
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account where account_id<1003;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 3000.00 |
| 1002 | Lisi | 7000.00 |
+------------+----------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)
2、在客户端B中开启事务，然后插入一条新记录，并提交事务
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into account values(1000,'Tom',1000);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1000 | Tom | 1000.00 |
| 1001 | Zhangsan | 3000.00 |
| 1002 | Lisi | 7000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
5 rows in set (0.00 sec)
3、在客户端A中查看accout表中account_id<1003的账户信息
mysql> select * from account where account_id<1003;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1001 | Zhangsan | 3000.00 |
| 1002 | Lisi | 7000.00 |
+------------+----------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account where account_id<1003;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1000 | Tom | 1000.00 |
| 1001 | Zhangsan | 3000.00 |
| 1002 | Lisi | 7000.00 |
+------------+----------+---------+
3 rows in set (0.00 sec)
可以看出，客户端A并没有出现幻读，这是因为InnoDB存储引擎通过多版本并发控制（MVCC）解决了幻读的问题。
六、可串行化（serializable）
当事务的隔离级别为可串行化（serializable）时，在每一行读取的数据上都会加锁，不会出现相互冲突，但这样会导致严重的性能问题，在实际应用中，一般不使用此隔离级别。
使用两个客户端来模拟并发操作，将客户端A（登录用户为zhang）和客户端B（登录用户为liu）的事务隔离级别设置为serializable，结果如下：
mysql> set session transaction isolation level serializable;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| SERIALIZABLE |
+----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
1、在客户端A中开启事务，查看accout表的账户信息：
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account;
+------------+----------+---------+
| account_id | name | balance |
+------------+----------+---------+
| 1000 | Tom | 1000.00 |
| 1001 | Zhangsan | 3000.00 |
| 1002 | Lisi | 7000.00 |
| 1003 | Wangwu | 1000.00 |
| 1004 | Liuping | 500.00 |
+------------+----------+---------+
5 rows in set (0.00 sec)
2、在客户端B中进行更新操作
mysql> update account set balance=balance+500 where account_id=1002;
此时，客户端B的更新操作处于阻塞状态，只有当客户端A的事务提交之后，其他客户端才能更新。当客户端A长时间没有提交事务时，其他客户端的更新操作就会出现超时，使更新操作无法完成。
