数据库并发问题及四种隔离级别原理深入分析（最详细）

数据库并发问题及四种隔离级别原理深入分析（最详细）

目前网上绝大部分文章只说了并发存在的问题以及隔离级别有哪些，很少有深入分析其具体的实现原理的，本文以最简单实例总结一下。

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引言

数据库中事务要遵循的ACID特性：

• 原子性（Atomicity）
• 一致性（Consistensy）
• 隔离性（Isolation）
• 持久性（Duration）

其中隔离性体现的就是多个事务并发 *** 作数据库时，应该是独立互不干扰的。实际情况中，隔离性是比较灵活的，设定了多个分层级别，主要是为了应对事务并发 *** 作数据库时带来的几个常见问题。

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并发常见问题

通常所说的并发问题包括脏读、不可重复读、幻读，这里把脏写也算上，其实和脏读是一类情况。

用两个事务的执行来举例，直观理解。

1 脏读 事务A事务BUPDATe users SET age = 21 WHERe id = 1;

SELECT age FROM users WHERe id = 1;

ROLLBACK

事务B修改了表中某行的值，但未提交。此时事务A来了读取到了该行被事务B修改后的值，过一会事务B又回滚了。则事务A读取到的值为脏数据，用该数据做的一切 *** 作在回滚后都无效了。

由于读到的数据不是真正写入数据库的，因此称为脏读。

2 脏写 事务A事务BUPDATe users SET age = 21 WHERe id = 1;

SELECT age FROM users WHERe id = 1UPDATe users SET age = 22 WHERe id = 1;

ROLLBACK

在脏读的基础上，事务A读取到脏数据后，对脏数据又进行了修改。等到事务B回滚后，这个修改也无效了。

由于写入的这个数据是无效的，因此称为脏写。

注意：脏写可归到脏读中，事务A读取到脏数据后的一系列 *** 作可包括脏写。

3 不可重复读 事务A事务BSELECT age FROM users WHERe id = 1

UPDATe users SET age = 21 WHERe id = 1;COMMITSELECT age FROM users WHERe id = 1

事务A先读取了表中某行的值，此时事务A还未结束。之后事务B来了修改了该值并且提交了，事务A一会又读了一遍该行值，发现前后不一样了。

由于从数据一致性的角度可以说该行值不可重复读，因此称为不可重复读

4 幻读 事务A事务BSELECt * FROM users WHERe age BETWEEN 10 AND 30;

INSERT INTO users VALUES ( 3, ‘Bob’, 27 );

COMMITSELECt * FROM users WHERe age BETWEEN 10 AND 30;

事务A先查询了一些数据，此时事务A还未结束。事务B来了，插入了一些数据，然后事务A再按之前的条件查询了一次，发现查到的数据变多了。

由于站在事务A的角度看凭空多了一些数据，像幻象一样，因此成为幻读。

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四种隔离级别实现原理

为了应对上述并发问题，InnoDB中设置四种隔离级别（Myisam不支持事务）：

• 未提交读——READ UNCOMMITED，解决脏写
• 已提交读——READ COMMITED，解决脏读
• 可重复读——REPEATABLE READ，解决脏读、不可重复读
• 串行化——SERIALIZABLE，解决脏读、不可重复读、幻读

首先明确，隔离级别的实现均通过行级锁和表级锁来实现！

三种隔离级别依次解决每一个并发问题，下面层层递进分析每一种隔离级别的实现原理。

1 未提交读

未提交读是最松的一种并发策略，存在脏读、可重复读、幻读的问题。

原理：
事务在读数据时，不加任何锁
事务在写数据时，对数据加行级共享锁，事务结束时释放

2 已提交读

已提交读可以解决脏读问题，但还存在可重复读、幻读的问题。

原理：
事务在读数据时的瞬间加行级共享锁，读完马上释放
事务在写数据时，只对数据加行级排他锁，事务结束时释放

如何解决脏读？
为了解决脏读的问题，要保证事务A在事务B修改数据并且提交之后才能读，因此与未提交读的区别在于：在写数据时要加行级排他锁，使得事务B从修改数据开始一直到事务结束时都不会被事务A读取被修改数据

3 可重复读

可重复读可以解决脏读、不可重复读问题，但还存在幻读的问题。

原理：
事务在读数据时，对数据加行级共享锁，事务结束时释放
事务在写数据时，对数据加行级排他锁，事务结束时释放

如何解决不可重复读？
为了解决不可重复读的问题，要保证事务A在读数据后到事务结束这个过程中事务B不能对其进行修改，因此与已提交读的区别在于：读数据时加行级共享锁，一直到事务结束再释放而不是读完就释放

4 串行化

串行化可以解决脏读、不可重复读、幻读问题，所有问题都解决，但并发度最低

原理：
事务在读数据时，对数据加表级共享锁，事务结束时释放
事务在写数据时，对数据加表级排他锁，事务结束时释放

如何解决幻读？
为了解决幻读的问题，要保证事务A在读数据后到事务结束这个过程中事务B不能插入数据，因此与可重复读的区别在于：把锁换成表级的，事务A对某个表中数据 *** 作时，事务B不能再 *** 作这个表