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抱走不谢!面试官必问的MySQL事务隔离——幻读(鬼影),了解下!

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事务隔离级别:了解数据库的并发性和一致性

在数据库世界中,事务隔离级别 是一个至关重要的概念,它决定了多个事务如何同时访问和更新数据,同时确保数据的完整性和一致性。本文将深入探讨 MySQL 中的四个事务隔离级别,帮助您了解它们之间的差异,并在您的数据库系统中做出明智的选择。

什么是事务隔离级别?

事务隔离级别是一组规则,用于定义在并发环境中如何处理来自不同事务的数据请求。事务是数据库中的一系列操作,要么全部成功执行,要么全部回滚,以确保数据的完整性和一致性。事务隔离级别决定了不同事务如何相互作用,并有助于防止脏读、不可重复读和幻读等并发问题。

MySQL 中的四个隔离级别

MySQL 提供了四种不同的事务隔离级别,每一级别都提供不同的并发性和数据一致性保障:

1. 读未提交

读未提交是隔离级别最低的级别,允许事务读取其他事务尚未提交的数据。这意味着存在脏读的风险,即读取到不完整或不一致的数据。

示例:

事务 A:
BEGIN TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 1;
-- 但尚未提交

事务 B:
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;

在读未提交的隔离级别下,事务 B 可以读取事务 A 的未提交更新,并看到余额增加了 100,即使事务 A 后来回滚了。

2. 读已提交

读已提交比读未提交提高了一个级别,它确保事务只能读取已经提交的数据。这消除了脏读的风险,但仍然存在不可重复读的风险。

不可重复读: 在一个事务中多次读取同一行数据,可能会得到不同的结果,因为另一个事务在此期间更新了该行。

示例:

事务 A:
BEGIN TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;
-- 余额为 1000

事务 B:
BEGIN TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
COMMIT;

-- 事务 A 再次读取
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;
-- 余额为 900

在读已提交的隔离级别下,事务 A 在第一次读取后,事务 B 更新了余额,导致事务 A 第二次读取时得到了不同的结果。

3. 可重复读

可重复读比读已提交提高了一个级别,它消除了不可重复读的风险。一个事务在整个生命周期内多次读取同一行数据,总是会得到相同的结果。

示例:

事务 A:
BEGIN TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;
-- 余额为 1000

事务 B:
BEGIN TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
COMMIT;

-- 事务 A 再次读取
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;
-- 余额仍然为 1000

在可重复读的隔离级别下,事务 B 的更新对事务 A 是不可见的,因此事务 A 在第二次读取时仍然得到原来的余额。

4. 串行化

串行化是最高的隔离级别,它强制所有事务按顺序执行,一个事务必须等待前一个事务提交后才能开始。这完全消除了脏读、不可重复读和幻读的风险。

示例:

事务 A:
BEGIN TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 1;
COMMIT;

事务 B:
BEGIN TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
COMMIT;

在串行化的隔离级别下,事务 B 将一直等待事务 A 提交后才开始,因此不会出现并发问题。

如何选择合适的隔离级别

选择合适的隔离级别取决于应用程序的具体要求。一般来说,以下准则可以帮助您做出明智的选择:

  • 读未提交: 仅当需要最高并发性而数据一致性不太重要时使用。
  • 读已提交: 在大多数情况下提供一个很好的平衡,既保证了合理的数据一致性,又允许相对较高的并发性。
  • 可重复读: 当需要避免不可重复读时使用,通常用于在线交易处理系统。
  • 串行化: 仅在数据一致性至关重要且并发性不是问题时使用。

幻读:一种特殊情况

值得注意的是,即使在串行化的隔离级别下,也可能发生一种称为幻读的情况。幻读是指一个事务在多次查询同一表时,返回的结果行数发生了变化,因为另一个事务在两次查询之间插入或删除了行。

避免幻读的技巧

虽然幻读无法完全消除,但可以使用以下技巧来最大程度地减少其发生:

  • 使用范围查询而不是全表扫描。
  • 使用悲观锁或乐观锁。
  • 在生产环境中使用更高的隔离级别。

结论

事务隔离级别是数据库系统中一个重要的概念,了解其不同级别至关重要,以确保数据的完整性、一致性和应用程序的正确运行。通过权衡并发性和数据一致性的需求,您可以选择最适合您特定应用程序要求的隔离级别。

常见问题解答

1. 为什么脏读是不可取的?

脏读会导致应用程序读取不一致或无效的数据,从而可能导致错误的决策和数据损坏。

2. 不可重复读如何影响数据完整性?

不可重复读使应用程序无法可靠地读取数据,因为同一行数据可能在不同的读取操作之间发生变化。

3. 幻读会导致哪些问题?

幻读可能导致应用程序遗漏或错误处理新插入的行,从而导致不完整或不准确的处理。

4. 悲观锁和乐观锁有什么区别?

悲观锁在更新数据之前对其进行锁定,而乐观锁仅在更新发生冲突时进行回滚。

5. 串行化隔离级别是否总能保证数据一致性?

不,即使在串行化的隔离级别下,也可能发生幻读,因为幻读是由数据的存储结构而不是事务隔离级别决定的。