MYSQL事務(wù)的隔離級別與MVCC

更新時間：2022年05月25日 10:36:59 作者：??蟬沐風(fēng)????

這篇文章主要介紹了MYSQL事務(wù)的隔離級別與MVCC，文章首先通過事務(wù)的相關(guān)內(nèi)容展開主題主要介紹，具有一定的參考價值，需要的小伙伴可以參一下

前言

提到數(shù)據(jù)庫，你多半會聯(lián)想到事務(wù)，進(jìn)而還可能想起曾經(jīng)背得滾瓜亂熟的ACID，不知道你有沒有想過這個問題，事務(wù)有原子性、隔離性、一致性和持久性四大特性，為什么偏偏給隔離性設(shè)置了級別？一切還得從事務(wù)說起。

1. 事務(wù)（transaction）的起源

學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫事務(wù)的時候，一個典型的案例就是「轉(zhuǎn)賬」，這篇文章也不能免俗，故事就從招財向陀螺借100塊錢開始吧。

一個看似非常簡單的現(xiàn)實世界的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫中的操作卻并沒有那么單純。

這個看起來很簡單的借錢操作至少包含了兩個動作：

陀螺的賬戶余額-100
招財?shù)馁~戶余額+100

要保證轉(zhuǎn)賬操作的成功，數(shù)據(jù)庫必須把這兩個操作作為一個邏輯整體來執(zhí)行，這個邏輯整體就是一個事務(wù)。

1.1. 事務(wù)的定義

事務(wù)就是包含有限個（單條或多條）數(shù)據(jù)庫操作（增刪改查）的、最小的邏輯工作單元（不可再分）。

說到這里不得不吐槽一下，事務(wù)的英文是transaction，直譯為“交易”的意思，但是不知道為什么被意譯成了“事務(wù)”，讓人很難從字面上理解這個概念的含義。

中國人對翻譯的“信達(dá)雅”的偏執(zhí)在計算機領(lǐng)域或多或少有點不討喜。

1.2. 哪些存儲引擎支持事務(wù)

并不是所有的數(shù)據(jù)庫或者所有的存儲引擎都支持事務(wù)。

對于MySQL而言，事務(wù)作為一種功能特性由存儲引擎提供。目前支持事務(wù)功能的存儲引擎只有InnoDB和NDB，鑒于InnoDB目前是MySQL默認(rèn)的存儲引擎，我們的研究重點自然也就是InnoDB存儲引擎了。

因此文章接下來默認(rèn)的存儲引擎就是InnoDB，特殊情況下會特別指出。

那么InnoDB在什么情況下才會出現(xiàn)事務(wù)呢？

2. MySQL的事務(wù)語法

如果你不是DBA，在平時和MySQL的交互中你可能極少直接使用到它的事務(wù)語法，一切都被編程框架封裝得很好了。但是現(xiàn)在我們要直接使用MySQL進(jìn)行事務(wù)的研究了，拋開框架，跟我稍微回顧一下語法，這是非常必要的。

2.1. 自動提交

當(dāng)我運行這樣單獨一條更新語句的時候，它會有事務(wù)嗎？

UPDATE user_innodb SET name = '蟬沐風(fēng)' WHERE id = 1;

實際上，這條語句不僅會自動開啟一個事務(wù)，而且執(zhí)行完畢之后還會自動提交事務(wù)，并持久化數(shù)據(jù)。

這是MySQL默認(rèn)情況下使用的方式——自動提交。在此方式下，增刪改的SQL語句會自動開啟事務(wù)，并且是一條SQL一個事務(wù)。

自動提交的方式雖然簡單，但是對于轉(zhuǎn)賬這種涉及到多條SQL的業(yè)務(wù)，就不太適合了。因此，MySQL提供了手動開啟事務(wù)的方法。

2.2. 手動操作事務(wù)

2.2.1. 開啟事務(wù)

可以使用下面兩種語句開啟一個事務(wù)：

BEGIN
START TRANSACTION

對比BEGIN而言，START TRANSACTION后面可以添加一些操作符，不過這不是我們的研究重點，可以不必理會。

2.2.2. 提交或回滾

開啟事務(wù)之后就可以繼續(xù)編寫需要放到當(dāng)前事務(wù)中的SQL語句了。當(dāng)寫完最后一條語句，如果你覺得寫得沒問題，你可以提交事務(wù)；反之你后悔了，想把數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到之前的狀態(tài)，你可以回滾事務(wù)。

提交事務(wù) COMMIT
回滾事務(wù) ROLLBACK

2.3. autocommit系統(tǒng)變量

MySQL提供了一個叫做autocommit的系統(tǒng)變量，用來表示是否開啟自動提交：

mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'autocommit';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| autocommit    | ON    |
+---------------+-------+

autocommit的默認(rèn)值為ON，表示默認(rèn)開啟自動提交。但是自動提交和手動操作事務(wù)并不沖突，如果不顯式使用BEGIN或START TRANSACTION開啟一個事務(wù)，那么InnoDB會在每一條增刪改語句執(zhí)行之后提交事務(wù)。

如果我們把autocommit設(shè)為OFF，除非我們手動使用BEGIN或START TRANSACTION開啟一個事務(wù)，否則InnoDB絕不會自動開啟事務(wù)；同樣，除非我們使用COMMIT或ROLLBACK提交或回滾事務(wù)，否則InnoDB不會自動結(jié)束事務(wù)。

實際上，InnoDB會因為某些特殊語句的執(zhí)行或客戶端連接斷開等特殊情況而導(dǎo)致事務(wù)自動提交（即使我們沒有手動輸入COMMIT），這種情況叫做隱式提交。

3. 事務(wù)并發(fā)執(zhí)行導(dǎo)致的讀問題

MySQL會使用獨立的線程處理每一個客戶端的連接，這就是多線程。每個線程都可以開啟事務(wù)，這就是事務(wù)的并發(fā)。

不管是多線程的并發(fā)執(zhí)行還是事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行（其實本質(zhì)上是一回事兒），如果不采取點措施，都會帶來一些問題。

3.1. 臟讀

假設(shè)事務(wù)T1和T2并發(fā)執(zhí)行，都要訪問user_innodb表中id為1的數(shù)據(jù)，不同的是T1先讀取數(shù)據(jù)，緊接著T2修改了數(shù)據(jù)的name字段，需要注意的是，T2并沒有提交！

此時，T1再次執(zhí)行相同的查詢操作，會發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，name字段由「王剛蛋」變成了「蟬沐風(fēng)」。

如果一個事務(wù)讀到了另一個未提交事務(wù)修改過的數(shù)據(jù)，而導(dǎo)致了前后兩次讀取的數(shù)據(jù)不一致的情況，這種事務(wù)并發(fā)問題叫做臟讀。

3.2. 不可重復(fù)讀

同樣是T1和T2兩個事務(wù)，T1通過id=1查詢到了一條數(shù)據(jù)，然后T2緊接著UPDATE（DELETE也可以）了該條記錄，不同的是，T2緊接著通過COMMIT提交了事務(wù)。

此時，T1再次執(zhí)行相同的查詢操作，會發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，name字段由「王剛蛋」變成了「蟬沐風(fēng)」。

如果一個事務(wù)讀到了另一個已提交事務(wù)修改過的（或者是刪除的）數(shù)據(jù)，而導(dǎo)致了前后兩次讀取的數(shù)據(jù)不一致的情況，這種事務(wù)并發(fā)問題叫做不可重復(fù)讀。

看到這里是不是有點懵了？怎么讀到未提交事務(wù)修改的數(shù)據(jù)是并發(fā)問題，讀到已提交事務(wù)修改的數(shù)據(jù)還是并發(fā)問題呢？

這里先不急著回答你，因為還有個幻讀呢。

3.3. 幻讀

還是T1和T2這倆貨，T1先查找了所有name為「王剛蛋」的用戶信息，此時發(fā)現(xiàn)擁有這個硬漢名字的用戶只有一個。然后T2插入了一個同樣叫做「王剛蛋」的用戶的信息，并且提交了。

此時，T1再次執(zhí)行相同的查詢操作，發(fā)現(xiàn)相比上次的查詢結(jié)果多了一行數(shù)據(jù)，不由得懷疑自己是不是出了幻覺。

如果一個事務(wù)首先根據(jù)某些搜索條件P查詢出一些結(jié)果，另一個事務(wù)寫入（可以是INSERT，UPDATE）了一些符合搜索條件P的數(shù)據(jù)，此時前一個事務(wù)再次讀取符合條件P的記錄時就會獲取到之前沒有讀取過的記錄。這個現(xiàn)象叫做幻讀。

4. 回答一些可能存在的問題

現(xiàn)在是中場答疑時間。

一個事務(wù)讀到未提交事務(wù)修改的數(shù)據(jù)不行，讀到已提交事務(wù)修改的數(shù)據(jù)為什么還不行？

你是不是覺得一個事務(wù)讀取到其他事務(wù)最新提交的數(shù)據(jù)是一種正常現(xiàn)象？或者說在多數(shù)情況下這是我們期望的一種行為？沒錯，這種現(xiàn)象確實是正常的。不是說不行，而是針對我們討論的讀一致性問題上，這兩種現(xiàn)象都算是并發(fā)問題，因為談這個問題的時候我們已經(jīng)把語境固定死了，就是在同一個事務(wù)中的前后兩次SELECT的操作結(jié)果不該和其他事務(wù)產(chǎn)生瓜葛，否則就是出現(xiàn)了讀一致性問題。

我只聽說過事務(wù)的一致性，沒聽說過讀一致性

事務(wù)在并發(fā)執(zhí)行時一共有下面3種情況：

讀-讀：并發(fā)事務(wù)相繼讀取相同記錄，由于讀取操作本身不會改變記錄的值，因此這種情況下自然不會有并發(fā)問題；
讀-寫/寫-讀：一個事務(wù)進(jìn)行讀取操作，另一個事務(wù)進(jìn)行寫（增刪改）操作；
寫-寫：并發(fā)事務(wù)相繼對相同記錄進(jìn)行寫（增刪改）操作。

不知道你有沒有注意到上一節(jié)的標(biāo)題是「事務(wù)并發(fā)執(zhí)行導(dǎo)致的讀問題」。并且臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀都是在讀-寫/寫-讀的情況下出現(xiàn)的，那寫-寫情況怎么辦？

一切的并發(fā)問題都可以通過串行化解決，但是串行化效率太低了！

再優(yōu)化一下，一切并發(fā)問題都可以通過加鎖來解決，這種方案我們稱為基于鎖的并發(fā)控制（Lock Bases Concurrency Control, LBCC）！但是在讀多寫少的環(huán)境下，客戶端連讀取幾條記錄都需要排隊，效率還是太低了！

難不成數(shù)據(jù)庫有避免給讀操作加鎖就可以解決一致性問題的方法？沒錯，接下來我們要講的就是這個方法，所以我們才把一致性問題分為讀一致性和寫一致性，而寫一致性就得依賴數(shù)據(jù)庫的鎖機制了。

心急吃不了熱豆腐，這篇文章先給你講明白讀一致性問題。

不可重復(fù)讀和幻讀的最大區(qū)別是什么？

這個問題的答案在網(wǎng)上五花八門，要回答這個問題自然要找官方了。這個官方不是MySQL官方，而是美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）。

我們上面談到的臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀問題都是理論知識，并不涉及到具體的數(shù)據(jù)庫?？紤]到所有數(shù)據(jù)庫在設(shè)計的過程中都可能遇到這些問題，ANSI就制定了一個SQL標(biāo)準(zhǔn)，其中最著名的就是SQL92標(biāo)準(zhǔn)，其中定義了「不可重復(fù)讀」和「幻讀」（當(dāng)然也定義了臟讀，但鑒于沒啥異議，我就沒截圖），我把其中的重點單詞給大家標(biāo)注了一下，希望大家能徹底搞懂兩者的區(qū)別。

我用中文翻譯一下就是：

不可重復(fù)讀：事務(wù)T1讀取了一條記錄，事務(wù)T2修改或者刪除了同一條記錄，并且提交。如果事務(wù)T1試圖再次讀取同一條記錄的時候，會讀到被事務(wù)T2修改的數(shù)據(jù)或者壓根讀不到。

幻讀：事務(wù)T1首先讀取了符合某些搜索條件P的一些記錄。然后事務(wù)T2執(zhí)行了某些SQL語句產(chǎn)生了符合搜索條件P的一條或多條記錄。如果事務(wù)T1再次讀取符合條件P的記錄，將會得到不同于之前的數(shù)據(jù)集。

SQL標(biāo)準(zhǔn)對于不可重復(fù)讀已經(jīng)說得很清楚了，事務(wù)T2要對T1讀取的記錄進(jìn)行修改或者刪除操作，并且必須要提交事務(wù)。但是對于幻讀的定義就說得很模糊，尤其是文中使用了generate（生成/產(chǎn)生），再結(jié)合one or more rows，我們可以認(rèn)為事務(wù)T2執(zhí)行了INSERT語句插入了之前沒有讀到的記錄，或者是執(zhí)行了更新記錄鍵值的UPDATE語句生成了符合T1之前的搜索條件的記錄，總之只要是事務(wù)T1之前沒有讀到的數(shù)據(jù)，都算是幻影數(shù)據(jù)，至于事務(wù)T2需不需要提交壓根兒沒提。

5. SQL標(biāo)準(zhǔn)與4種隔離級別

如果按照對一致性影響的嚴(yán)重程度，對上面提到的3種并發(fā)讀問題排個序的話，就是下圖這樣：

我們剛才也提到了，這3種并發(fā)讀問題都是理論知識，并不涉及到具體的數(shù)據(jù)庫。因此SQL標(biāo)準(zhǔn)再次發(fā)揮了作用，他們建議數(shù)據(jù)庫廠家按照他們的規(guī)范，提供給用戶4種隔離級別，讓用戶根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需要權(quán)衡利弊，選擇合適的隔離級別，以此解決所有的并發(fā)讀問題（臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀）或者對某些無關(guān)緊要的并發(fā)讀問題做出妥協(xié)。

SQL標(biāo)準(zhǔn)中定義的隔離級別有如下4種：

READ UNCOMMITTED：未提交讀
READ COMMITTED：已提交讀
REPEATABLE READ：可重復(fù)讀
SERIALIZABLE：串行化

SQL標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，針對不同的隔離級別，并發(fā)事務(wù)執(zhí)行過程中可以發(fā)生不同的并發(fā)讀問題。

其中綠色箭頭表示隔離級別由弱到強，紅色箭頭表示并發(fā)問題的嚴(yán)重程度由弱變強。翻譯一下上面的表格就是：

在READ UNCOMMITTED隔離級別下，臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀都有可能發(fā)生。也就是這種隔離級別啥也沒干；
在READ COMMITTED隔離級別下，不可能發(fā)生臟讀現(xiàn)象，但是不可重復(fù)讀和幻讀有可能發(fā)生；
在REPEATABLE READ隔離級別下，可能發(fā)生幻讀現(xiàn)象，但是絕不可能發(fā)生臟讀和不可重復(fù)讀；
在SERIALIZABLE隔離級別下，上述所有現(xiàn)象都不可能發(fā)生。

說完這些，有些人可能像當(dāng)時的我一樣，依舊是懵的。為什么要設(shè)置隔離級別？事務(wù)T1讀到其他事務(wù)最新修改的數(shù)據(jù)難道不好嗎？為什么這些隔離級別的中文翻譯這么蹩腳，感覺好不通順啊。為什么單單給隔離性設(shè)置了級別？

5.1. 為什么要設(shè)置隔離級別？

說實話，我至今還沒遇到過需要我手動修改MySQL隔離級別的業(yè)務(wù)，而且我也相信，短時間也不會出現(xiàn)這種場景。我相信大部分開發(fā)者也是一樣。因此，在沒有機會實戰(zhàn)的情況下，要能記住隔離級別的這個概念，必須從需求出發(fā)，來理解為什么需要隔離級別。

我舉一個例子，假設(shè)你有一個賬單系統(tǒng)，每個月底需要對你所有的客戶的借貸操作和賬戶余額進(jìn)行對賬。對此你寫了一個定時任務(wù)，每個月初1號的00:00:00時刻開始啟動對賬業(yè)務(wù)，由于是只對上個月的業(yè)務(wù)進(jìn)行對賬，所以該時刻之后所有的對該用戶賬戶的寫操作都不應(yīng)該對對賬事務(wù)的讀操作可見。

現(xiàn)在你知道并不是任何情況下都要讀取到最新修改的數(shù)據(jù)了吧。

5.2. 蹩腳的中文翻譯

至于中文蹩腳的問題，純屬是我個人揣測的了。因為直到現(xiàn)在我都覺得隔離級別的中文翻譯不順口，因此猜測可能讀這篇文章的其中一個你也會和我有同樣的問題呢。我的辦法就是直接用英文代替中文翻譯，純屬個人方法，不好使不要怪我。

5.3. 為什么單單給隔離性設(shè)置了級別？

終于聊到了為什么單單給隔離性設(shè)置了級別這個問題了。如果想想事務(wù)的4個特性，也就自然明白這個問題了。

原子性

簡單總結(jié)就是一個事務(wù)中的語句，要么全部執(zhí)行成功，要么全部執(zhí)行失敗，不允許存在中間狀態(tài)。所以對于原子性沒有級別可以設(shè)置，我們總不能提出至少有80%的SQL語句執(zhí)行成功這種無理的要求吧。

一致性

一致性是事務(wù)的最終目標(biāo)。簡而言之就是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)操作之后的最終結(jié)果符合我們的預(yù)期，符合現(xiàn)實世界的規(guī)定。比如，陀螺賬戶里有100塊錢，招財分文無有，不管陀螺借給招財多少次，招財分成多少次還，他倆的賬戶總額必須是100，有借必有貸，借貸必相等，這就是一致性。呃。。。好像也沒找到可以商量商量打個折扣的點。

持久性

這個特性最簡單，就是要把事務(wù)的所有寫操作持久化到磁盤。我們自然也不可能提出至少80%的寫操作被持久化到磁盤這樣傻兮兮的要求吧。

隔離性

我們唯獨可以在這個隔離性上做點手腳。以新冠疫情為例。疫情緊張的時候，我們最常聽到的詞就是隔離，雖然都是隔離，卻有居家隔離、方艙隔離、酒店單間隔離之分。

再舉個例子，你和鄰居以墻相隔，這是一種很強的隔離性。但是某一天，你鑿壁偷了個光，你們兩家依然是有隔離性的，畢竟墻還在那立著呢，但是隔離性顯然沒有原來那么強了。說到這兒，不知道你理解了嗎？

6. MySQL支持的4種隔離級別

標(biāo)準(zhǔn)歸標(biāo)準(zhǔn)，不同的數(shù)據(jù)庫廠商或者存儲引擎對標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)有一定的差異。比如Oracle數(shù)據(jù)庫只提供了READ COMMITTED和SERIALIZABLE兩種隔離級別。

說回MySQL。 InnoDB支持的4個隔離級別和SQL標(biāo)準(zhǔn)定義的完全一致，隔離級別越高，事務(wù)的并發(fā)程度就越低，但是出現(xiàn)并發(fā)問題的概率就越小。

上圖中還有非常重要的一點，就是InnoDB在REPEATABLE READ隔離級別下，在很大程度上就解決了幻讀的問題，讓幻讀的發(fā)生成為一種小概率事件。在這一點上InnoDB不僅完成了SQL標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上也可以說是超越了標(biāo)準(zhǔn)。因此，REPEATABLE READ也成了InnoDB默認(rèn)的隔離級別。

那什么時候幻讀還會發(fā)生呢？我舉個例子。我用兩個終端分別開啟兩個MySQL會話，每個會話中開啟了一個事務(wù)，并且保證了每個會話的事務(wù)隔離級別都是REPEATABLE READ。

# 事務(wù)T1首先開啟事務(wù)
mysql> BEGIN;
# 事務(wù)T1搜索id為1的記錄，結(jié)果集為空
mysql> SELECT * FROM user_innodb WHERE id = 1;
Empty set (0.01 sec)
# 事務(wù)T2插入一條id為1的記錄，并且提交事務(wù)
# INSERT INTO user_innodb VALUES(1,'wanggangdan',0);
# COMMIT;
# 事務(wù)T1在重新搜索之前，修改一下事務(wù)T2剛插入的那條記錄
mysql> UPDATE user_innodb SET name = 'chanmufeng' WHERE id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)
# 事務(wù)T1再搜索id為1的記錄，發(fā)現(xiàn)多了一條記錄
mysql> SELECT * FROM user_innodb WHERE id = 1;
+----+------------+--------+
| id | name       | gender |
+----+------------+--------+
|  1 | chanmufeng |      0 |
+----+------------+--------+
1 row in set (0.00 sec)

要說清楚這個問題就牽扯到MySQL鎖的知識了，這個以后再說，知道這么回事兒就行了。

回到我們的主線。我們現(xiàn)在想讓事務(wù)在自己的一畝三分地兒里隨便折騰，其他事務(wù)的增刪改操作我不想知道（或者我想知道，就放開一下隔離級別）。怎么辦？

或許你用過git？我們用git進(jìn)行開發(fā)任務(wù)的時候，通常情況下都會自己創(chuàng)建一個分支，在自己的分支上完成自己的任務(wù)，這樣和其他開發(fā)者不會造成沖突。我們可以借鑒一下這個思路。

git的每個分支都有一個分支id，那事務(wù)也該有自己的唯一標(biāo)識吧，這是自然的，下面稍微回顧一下行格式。

7. 行格式

7.1. 簡易版行格式

你存入MySQL的每一條記錄都會以某一種MySQL提供的行格式來進(jìn)行存儲，具體有哪些行格式我不打算說明，你也沒必要記住，他們之間的最大區(qū)別只是對磁盤占用率的優(yōu)化程度不同罷了。

我們把所有行格式的公有部分拿出來，總之，一條用戶數(shù)據(jù)可以用下面的圖來表示：

注：圖中標(biāo)識的字段順序和實際MySQL的字段存儲順序并不一致，這樣畫是為了能更清晰地說明問題。

roll_pointer：是我們接下來聊的重點，這里先不管它；
trx_id：它就是事務(wù)id了，每條用戶記錄都有這個字段。千萬不要忘了一個至關(guān)重要的前提，我們用的存儲引擎是InnoDB；
其他：就不用多說了吧。

7.2. 分配事務(wù)id的時機

對于讀寫事務(wù)而言，只有在它第一次對某個表進(jìn)行增刪改操作時，才會為這個事務(wù)分配一個事務(wù)id，否則不會分配。

更特殊地，如果一個讀寫事務(wù)中全是查詢語句，沒有增刪改的操作，這個事務(wù)也不會被分配事務(wù)id。

如果不分配事務(wù)id，事務(wù)id的值默認(rèn)為0。

8. MVCC登場

8.1. 版本鏈

當(dāng)一個事務(wù)T1讀到了一條記錄，我們當(dāng)然希望能禁止其他事務(wù)對該條記錄進(jìn)行修改和刪除的操作，直到T1結(jié)束，但是這種滿足一己之私的行為在并發(fā)領(lǐng)域是要遭到唾罵的。這嚴(yán)重拖系統(tǒng)后腿啊。

于是InnoDB的設(shè)計者提出了一種和git類似的想法，每對記錄做一次修改操作，都要記錄一條修改之前的日志，并且該日志還保存了當(dāng)前事務(wù)的id，和行格式類似，這條日志也有一個roll_pointer節(jié)點。

實際InnoDB的這個功能和git沒有半毛錢關(guān)系，這里單純?yōu)榱祟惐取?/p>

當(dāng)對同一條記錄更新的次數(shù)多了，所有的這些日志會被roll_pointer屬性連接成一個單鏈表，這個鏈表就是版本鏈，而版本鏈的頭節(jié)點就是當(dāng)前記錄的最新值。

注：這種日志的格式和普通記錄的格式其實并不相同，上圖中我們只關(guān)注兩者之間共同的部分。

上圖展示了一條記錄的版本鏈。該條記錄的最初始版本是由id為21的事務(wù)進(jìn)行UPDATE得到的（大家可以想一下，這里為什么不可能是INSERT呢？）

后來，這條記錄分別被事務(wù)280和事務(wù)300各自連續(xù)UPDATE了兩次。這里有個細(xì)節(jié)，事務(wù)280和事務(wù)300并沒有交叉著更新這條記錄，這是為什么呢？也留給親愛的你思考吧。

InnoDB正是利用這個版本鏈來控制不同事務(wù)訪問相同記錄的行為，這種機制就是MySQL大名鼎鼎的MVCC（Multi-Version Concurrency Control），多版本并發(fā)控制。

而上文中我們一直提及的日志，就是大名鼎鼎的undo日志。

除了標(biāo)題，在正文中我盡量沒有提及MVCC術(shù)語，可把我憋壞了。因為對于沒有了解過這個概念的讀者而言，這個術(shù)語確實有點讓人害怕。不過看到這兒的話，是不是覺得也不過如此呢？

接下來就是看一下MySQL的各個隔離級別是怎么利用MVCC的。

8.2. ReadView

READ UNCOMMITTED隔離級別啥也不是，臟讀、不可重讀和幻讀問題一個都解決不了，所以干脆在這個隔離級別下直接讀取記錄的最新版本就得了。

而SERIALIZALE隔離級別又矯枉過正，必須得用鎖機制才能實現(xiàn)，所以就先按下不表了。

對于使用READ COMMITTED和REPEATABLE READ隔離級別的事務(wù)而言，決不允許發(fā)生臟讀現(xiàn)象（忘記了的話再回去看看表格），也就是說如果事務(wù)T2已經(jīng)修改了記錄但是沒有提交，那T1就不能直接讀取T2修改之后的內(nèi)容。

現(xiàn)在的核心問題就是，怎么判斷版本鏈中的哪個版本是當(dāng)前事務(wù)可見的。

為此，InnoDB的設(shè)計者提出了ReadView的概念，其中包含了4個比較重要的內(nèi)容：

m_ids：生成ReadView時，當(dāng)前系統(tǒng)中活躍的讀寫事務(wù)id列表；
min_trx_id：生成ReadView時，當(dāng)前系統(tǒng)中活躍的讀寫事務(wù)中最小的事務(wù)id，也就是m_ids中的最小值；
max_trx_id：生成ReadView時，待分配給下一個事務(wù)的id號；
creator_trx_id：生成當(dāng)前ReadView的事務(wù)的事務(wù)id。

有了ReadView這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，事務(wù)判斷可見性的規(guī)則就是這樣的：

從版本鏈中的最新版本開始判斷
如果被訪問版本的trx_id = creator_trx_id，說明這個版本就是當(dāng)前事務(wù)修改的，允許訪問；
如果被訪問版本的trx_id < min_trx_id（未提交事務(wù)的最小id），說明生成這個版本的事務(wù)在當(dāng)前ReadView生成之前就已經(jīng)提交了，允許訪問；
如果被訪問版本的trx_id > max_trx_id（待分配的事務(wù)id），說明生成這個版本的事務(wù)是在當(dāng)前ReadView生成之后建立的，不允許訪問；
如果被訪問版本的trx_id在min_trx_id和max_trx_id之間，那就需要判斷trx_id是否在m_ids之中，如果在，說明生成當(dāng)前ReadView時，生成該版本的事務(wù)還是活躍的，因此不允許訪問。否則，可以訪問；
如果當(dāng)前版本不可見，就沿著版本鏈找到下一個版本，重復(fù)上面的1～4步。

READ COMMITTED和REPEATABLE READ隔離級別之間的不同之處就是生成ReadView的時機不同。接下來具體看一下它們之間的區(qū)別。

8.2.1. READ COMMITTED

READ COMMITTED是每次讀取數(shù)據(jù)之前都生成一個ReadView。

我們來做個實驗，實驗之前先看一下我們的目標(biāo)記錄現(xiàn)在的值：

mysql> SELECT * FROM user_innodb WHERE id = 1;
+----+-------------+--------+
| id | name        | gender |
+----+-------------+--------+
|  1 | wanggangdan |      1 |
+----+-------------+--------+

假設(shè)系統(tǒng)中有兩個事務(wù)id分別為100，200的事務(wù)T1、T2在執(zhí)行：

# 事務(wù)T1(100)開始執(zhí)行
mysql> BEGIN;
mysql> UPDATE user_innodb SET name = 'chanmufeng' WHERE id = 1;
mysql> UPDATE user_innodb SET name = 'zhaosi' WHERE id = 1;
# 注意，事務(wù)T1(100)并沒有提交

# 事務(wù)T2(200)開始執(zhí)行
mysql> BEGIN;
# 做了其他表的一些增刪改操作
# 注意，事務(wù)T2(200)并沒有提交

此時，表user_innodb中id為1的記錄的版本鏈的形式如下圖所示：

接下來我們在新的會話中將隔離級別設(shè)置為READ COMMITTED，并開始事務(wù)T3

# 在新的會話中設(shè)置SESSION級別的隔離級別，這種設(shè)置方式對當(dāng)前會話的后續(xù)所有事務(wù)生效
mysql> SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

# 查看當(dāng)前會話默認(rèn)的隔離級別，發(fā)現(xiàn)是READ-COMMITTED，說明設(shè)置成功
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
+-----------------------+----------------+
| Variable_name         | Value          |
+-----------------------+----------------+
| transaction_isolation | READ-COMMITTED |
+-----------------------+----------------+

# T3開啟事務(wù)
mysql> BEGIN;

# T3查詢id為1的記錄信息，發(fā)現(xiàn)是最原始的、事務(wù)T1修改之前的版本
mysql> SELECT * FROM user_innodb WHERE id = 1;
+----+-------------+--------+
| id | name        | gender |
+----+-------------+--------+
|  1 | wanggangdan |      1 |
+----+-------------+--------+

我們對照著上文說過的可見性判斷規(guī)則，來捋一遍整個流程：

T3執(zhí)行SELECT時會首先生成一個ReadView數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這個ReadView的信息如下
- m_ids列表的內(nèi)容是[100,200]
- min_trx_id為100
- max_trx_id為201（這里我們假設(shè)待分配給下一個事務(wù)就是201）
- creator_trx_id為0（因為事務(wù)T3只是SELECT而已，沒有做增刪改操作，所以事務(wù)id為0）
從版本鏈中的最新版本開始判斷；
最新版本的trx_id是100，在min_trx_id和max_trx_id之間，繼續(xù)判斷trx_id是否在m_ids之中，發(fā)現(xiàn)在，說明生成當(dāng)前ReadView時，生成該版本的事務(wù)還是活躍的，因此不允許訪問，根據(jù)鏈表找到下一個版本；
當(dāng)前版本的trx_id是100，不允許訪問，理由同上，繼續(xù)跳到下一個版本；
當(dāng)前版本的trx_id是99，小于min_trx_id值100，所以當(dāng)前版本對T3可見，返回的數(shù)據(jù)就是name為'wanggangdan'的這條記錄。

接著，實驗繼續(xù)，我們把T1提交一下：

# 事務(wù)T1提交
mysql> COMMIT;

然后在事務(wù)T2中（目前還沒有提交）再次更新id為1的記錄

# 事務(wù)T2繼續(xù)執(zhí)行id為1的記錄的更新操作，但是依然不提交
mysql> UPDATE user_innodb SET name = 'wangwu' WHERE id = 1;
mysql> UPDATE user_innodb SET name = 'wanger' WHERE id = 1;

現(xiàn)在，版本鏈就變成了這個樣子：

最后在事務(wù)T3中重新執(zhí)行查詢，再來看一下結(jié)果集會是什么：

# 事務(wù)T3再次執(zhí)行查詢
mysql> SELECT * FROM user_innodb WHERE id = 1;
+----+--------+--------+
| id | name   | gender |
+----+--------+--------+
|  1 | zhaosi |      1 |
+----+--------+--------+

我們來捋一下這次的查詢的執(zhí)行過程：

因為T3的隔離級別是READ COMMITTED，所以再次執(zhí)行查詢會重新生成一個ReadView，此時這個ReadView里邊的信息如下：
- m_ids列表的內(nèi)容是[200]，因為T1已經(jīng)提交了
- min_trx_id為200
- max_trx_id為201（這里我們假設(shè)待分配給下一個事務(wù)就是201）
- creator_trx_id為0（因為事務(wù)T3只是SELECT而已，沒有做增刪改操作，所以事務(wù)id為0）
- 從版本鏈中的最新版本開始判斷；
最新版本的trx_id是200，在min_trx_id和max_trx_id之間，繼續(xù)判斷trx_id是否在m_ids之中，發(fā)現(xiàn)在，說明生成當(dāng)前ReadView時，生成該版本的事務(wù)還是活躍的，因此不允許訪問，根據(jù)鏈表找到下一個版本；
當(dāng)前版本的trx_id是200，不允許訪問，理由同上，繼續(xù)跳到下一個版本；
當(dāng)前版本的trx_id是100，小于min_trx_id值200，所以當(dāng)前版本對T3可見，返回的數(shù)據(jù)就是name為'zhaosi'的這條記錄。

重點就是：READ COMMITTED在每次SELECT的時候都重新生成一個ReadView。

注意：在做實驗的時候如果長時間未操作終端，可能導(dǎo)致和MySQL服務(wù)器的連接自動斷開，連接一旦斷開，事務(wù)會自動進(jìn)行提交。做實驗的小伙伴需要注意一下。

8.2.2. REPEATABLE READ

學(xué)會了READ COMMITTED，REPEATABLE READ也是同樣的道理了，唯一的區(qū)別是：

只會在第一次執(zhí)行SELECT的時候生成一個ReadView，之后不管SELECT多少次，都是用最開始生成的ReadView中的變量進(jìn)行判斷。

還是拿上面的事務(wù)id為100和200的事務(wù)為例，在實驗之前，先將數(shù)據(jù)重置到最初的狀態(tài)。

mysql> UPDATE user_innodb SET name = 'wanggangdan' WHERE id = 1;

事務(wù)T1先執(zhí)行：

# 事務(wù)T1(100)開始執(zhí)行
mysql> BEGIN;
mysql> UPDATE user_innodb SET name = 'chanmufeng' WHERE id = 1;
mysql> UPDATE user_innodb SET name = 'zhaosi' WHERE id = 1;
# 注意，事務(wù)T1(100)并沒有提交

# 事務(wù)T2(200)開始執(zhí)行
mysql> BEGIN;
# 做了其他表的一些增刪改操作
# 注意，事務(wù)T2(200)并沒有提交