在数据库系统中，事务的隔离性是保证多个事务并发执行时不会相互干扰的重要特性。在本文中，我们将介绍 MySQL InnoDB 中的四种事务隔离级别，并讨论每种隔离级别可能产生的并发问题。
事务隔离级别简介
MySQL InnoDB 支持四种事务隔离级别，分别是 Read Uncommitted、Read Committed、Repeatable Read、Serializable，每种隔离级别都会影响事务在并发操作中的行为，以下是事物并发操作在不同隔离级别下产生的问题。
| Isolation Level | Dirty Read | Non-repeatable Read | Phantom Read |
|---|---|---|---|
| Read Uncommitted | Yes | Yes | Yes |
| Read Committed | No | Yes | Yes |
| Repeatable Read | No | No | Yes |
| Serializable | No | No | No |
- 脏读：当一个事务读取了另一个事务尚未提交的修改数据，如果该修改事务随后回滚，读取到的数据就变成了无效的脏数据
- 不可重复读：同一个事务中，前后两次读取相同的记录却得到了不同的结果，这是因为另一事务在这期间修改了这条记录并提交了更改
- 幻读：同一事务中，前后两次执行相同的查询时，返回的结果集行数不同。这是因为另一事务在两次查询期间插入或删除了数据
Read Uncommitted
Read Uncommitted 未提交读，是最低级别的隔离级别，它允许一个事务读取到其他事务尚未提交的数据。事务A读取到事务B未提交的数据，如果事务B在后续回滚，事务A所读取的数据就变成了脏数据。脏读只出现在 Read Uncommitted 隔离级别中，同时也包含不可重复读和幻读的问题。
| 时间线 | 事务A | 事务B |
|---|---|---|
| T1 | START TRANSACTION; |
|
| T2 | SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; |
|
| T3 | START TRANSACTION; |
|
| T4 | UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 1; |
|
| T5 | SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; (读取到事务B的未提交更改，脏读) |
|
| T6 | ROLLBACK; (事务B回滚，事务A读取到的值是脏数据) |
|
| T7 | COMMIT; |
Read Committed
Read Committed 提交读，只允许事务读取到其他事务已经提交的数据，解决了脏读问题，但存在不可重复读和幻读的问题。
| 时间线 | 事务A | 事务B |
|---|---|---|
| T1 | START TRANSACTION; |
|
| T2 | SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; |
|
| T3 | START TRANSACTION; |
|
| T4 | UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 1; |
|
| T5 | COMMIT; (事务B提交更改) |
|
| T6 | SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; (读取到更新后的值，不可重复读) |
|
| T7 | COMMIT; |
Repeatable Read
Repeatable Read 可重复读，确保在同一个事务中多次读取同一行数据的结果是相同的。它解决了不可重复读的问题，但未解决幻读问题。
| 时间线 | 事务A | 事务B |
|---|---|---|
| T1 | START TRANSACTION; |
|
| T2 | SELECT * FROM accounts WHERE balance > 1000; |
|
| T3 | START TRANSACTION; |
|
| T4 | INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (3, 1500); |
|
| T5 | COMMIT; (事务B插入了新数据) |
|
| T6 | SELECT * FROM accounts WHERE balance > 1000; (幻读：读取到新插入的数据) |
|
| T7 | COMMIT; |
在 Repeatable Read 隔离级别下，MySQL 通过 MVCC（多版本并发控制） 和 Gap Lock（间隙锁） 解决了部分幻读问题。MVCC 可以确保事务内的读操作是可重复的，Gap Lock 可以阻止其他事务在特定范围内插入新记录，从而解决部分幻读，但并未完全解决幻读的问题。
Serializable
Serializable 是最高级别的事务隔离级别，通过将事务串行化执行，彻底解决了幻读问题，但也降低了系统的并发性能。
| 时间线 | 事务A | 事务B |
|---|---|---|
| T1 | START TRANSACTION; |
|
| T2 | SELECT * FROM accounts WHERE balance > 1000; |
|
| T3 | START TRANSACTION; |
|
| T4 | INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (3, 1500); (被阻塞，等待事务A提交) |
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| T5 | COMMIT; (事务A提交，释放锁) |
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| T6 | INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (3, 1500); (成功执行插入操作) |
|
| T7 | COMMIT; |
总结
MySQL InnoDB 提供了四种不同的事务隔离级别，以满足不同的应用场景。如果系统对一致性要求较低且并发压力大，可以选择较低的隔离级别如 Read Uncommitted 或 Read Committed。如果对一致性要求较高且系统需要避免并发读写问题，可以选择 Repeatable Read 或 Serializable。在选择合适的隔离级别时，需要根据系统的并发需求和数据一致性要求进行权衡。