MySQL 事务隔离级别详解

1. 引言

在关系型数据库中，事务是指一组数据库操作的集合，要么都成功执行，要么都不执行。MySQL 是一种常用的关系型数据库管理系统，它支持事务的隔离性控制。事务隔离级别是指在多个并发事务同时访问数据库时，数据库系统如何保证事务之间的隔离性。本文将详细介绍 MySQL 的事务隔离级别及其作用，以及如何在实际开发中选择适当的隔离级别。

2. 事务隔离级别概述

MySQL 中支持四种事务隔离级别，分别为读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。这些隔离级别是根据独立的事务影响集合来定义的，隔离级别依次增强，每个级别都解决了上一级别存在的并发问题。

• 读未提交（Read Uncommitted）：最低级别的隔离级别，并发事务之间没有任何隔离，一个事务可以读取另一个事务未提交的数据修改结果。
• 读已提交（Read Committed）：保证一个事务读取的数据是已经提交的数据，避免脏读，但是可能出现不可重复读和幻读。
• 可重复读（Repeatable Read）：保证多次读取同一数据时，其结果是一致的。某个事务中执行的查询操作与其他并发事务中执行的任何操作不会产生影响。
• 串行化（Serializable）：最高级别的隔离级别，事务串行执行，可避免脏读、不可重复读和幻读。但是会降低系统并发性能。

3. 事务隔离级别对并发性能的影响

事务隔离级别的提高会增加数据一致性的程度，但也会增加事务之间的互相影响，从而降低并发性能。下面以一个简单的例子来说明事务隔离级别对并发性能的影响。

假设有两个事务 A 和事务 B，并发地读取和修改数据库中的数据。事务 A 执行了一个更新操作，即修改了一条数据，并且暂时没有提交事务。此时，事务 B 读取了这条未提交的数据。根据不同的隔离级别，不同的结果将会发生。

• 在读未提交（Read Uncommitted）隔离级别下，事务 B 将读取到事务 A 未提交的数据，可能导致脏读。
• 在读已提交（Read Committed）隔离级别下，事务 B 只能读取到已经提交的数据，避免了脏读。但是，如果事务 A 提交或回滚了，事务 B 再次读取同一数据时，可能会发现该数据已经被修改或删除，产生了不可重复读。
• 在可重复读（Repeatable Read）隔离级别下，事务 B 多次读取同一数据时的结果是一致的，不会出现不可重复读。但是，如果事务 A 新插入了一条数据，事务 B 再次执行同样的查询，将会发现该数据的存在，产生了幻读。
• 在串行化（Serializable）隔离级别下，事务 B 必须等待事务 A 提交后才能继续执行，避免了脏读、不可重复读和幻读。但是，在高并发的情况下，会有大量的事务等待锁，降低了系统的并发性能。

综上所述，事务隔离级别越高，数据一致性越好，但并发性能越低。

4. 如何选择合适的隔离级别

在实际开发中，选择合适的事务隔离级别非常重要。根据不同的业务场景和需求，可以采用以下策略来选择合适的隔离级别。

4.1 读未提交（Read Uncommitted）

该隔离级别最低，几乎不会在实际应用中使用。由于缺乏隔离性，可能导致脏读。

4.2 读已提交（Read Committed）

该隔离级别是大部分应用默认的隔离级别。它解决了脏读问题，但可能出现不可重复读和幻读。如果应用场景对数据一致性要求较高，并且并发性能要求一般，可以选择该隔离级别。

4.3 可重复读（Repeatable Read）

该隔离级别是 MySQL 的默认隔离级别。它可以避免不可重复读的问题，但还是可能出现幻读。如果应用场景对数据一致性要求较高，并且并发性能要求较高，可以选择该隔离级别。

4.4 串行化（Serializable）

该隔离级别提供了最高的数据一致性，但并发性能最低。只有在特殊场景下，对事务并发性能要求很低，且对数据一致性要求很高时才使用该隔离级别。

5. 设置事务隔离级别

在 MySQL 中，可以通过 SET TRANSACTION 语句设置事务隔离级别。语法如下：

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL <隔离级别>

其中，<隔离级别> 可选的取值为 “READ UNCOMMITTED”、”READ COMMITTED”、”REPEATABLE READ” 或 “SERIALIZABLE”。示例如下：

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

注意，只有在事务开始之前设置的隔离级别才会生效。

6. 示例代码

下面通过一个示例代码来演示不同事务隔离级别下的效果。

首先，创建一个名为 users 的表，用于存储用户信息。

CREATE TABLE users (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  name VARCHAR(255) NOT NULL
);

然后，插入一些测试数据。

INSERT INTO users (name) VALUES ('Alice');
INSERT INTO users (name) VALUES ('Bob');

接下来，以不同的隔离级别开启两个事务，分别以读未提交、读已提交、可重复读和串行化的隔离级别。

6.1 读未提交（Read Uncommitted）

首先，开启事务 A，并将隔离级别设置为读未提交。

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
START TRANSACTION;

然后，事务 A 查询 users 表中的数据，并暂时不提交。

SELECT * FROM users;

接下来，开启事务 B，并将隔离级别设置为读未提交。

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
START TRANSACTION;

事务 B 查询 users 表中的数据。

SELECT * FROM users;

此时，事务 B 可以读取到事务 A 未提交的数据。

6.2 读已提交（Read Committed）

首先，开启事务 A，并将隔离级别设置为读已提交。

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;

然后，事务 A 更新 users 表中的数据，并暂时不提交。

UPDATE users SET name = 'Charlie' WHERE id = 1;

接下来，开启事务 B，并将隔离级别设置为读已提交。

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;

事务 B 查询 users 表中的数据。

SELECT * FROM users;

此时，事务 B 只能读取到已经提交的数据，无法读取到事务 A 未提交的数据。

6.3 可重复读（Repeatable Read）

首先，开启事务 A，并将隔离级别设置为可重复读。

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;

然后，事务 A 查询 users 表中的数据，并暂时不提交。

SELECT * FROM users;

接下来，开启事务 B，并将隔离级别设置为可重复读。

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;

事务 B 查询 users 表中的数据。

SELECT * FROM users;

此时，事务 B 多次读取同一数据的结果是一致的，不会受到事务 A 的影响。

6.4 串行化（Serializable）

首先，开启事务 A，并将隔离级别设置为串行化。

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
START TRANSACTION;

然后，事务 A 插入一条新的数据，并暂时不提交。

INSERT INTO users (name) VALUES ('David');

接下来，开启事务 B，并将隔离级别设置为串行化。

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
START TRANSACTION;

事务 B 查询 users 表中的数据。

SELECT * FROM users;

此时，事务 B 必须等待事务 A 提交后才能继续执行，避免了脏读、不可重复读和幻读。

7. 结论

事务隔离级别是 MySQL 中保证事务隔离性的重要机制。不同的隔离级别提供了不同的数据一致性保证，但同时也会影响并发性能。在实际开发中，根据业务需求和并发性能要求，选择合适的隔离级别是非常重要的。通过 SET TRANSACTION 语句可以设置事务的隔离级别。