MySQL篇：事务

1.四大特性

首先，事务的四大特性：ACID（原子性，一致性，隔离性，持久性）

在InnoDB引擎中，是怎么来保证这四个特性的呢？

持久性是通过 redo log （重做日志）来保证的；
原子性是通过 undo log（回滚日志）来保证的；
隔离性是通过 MVCC（多版本并发控制）或锁机制来保证的；
一致性则是通过持久性+原子性+隔离性来保证；

然后的话，我们这次重点讲一下事务的隔离性。

2.并发事务会带来哪些问题？

MySQL是允许多个客户端连接的，这样就会导致MySQL同时处理多个事务的情况。

那么，就会出现以下三个问题：脏读，不可重复读，幻读

脏读：A事务读到了B事务还未提交且修改过的数据。

比如A第一次读某人卡里的余额为100，然后A把这个余额修改为200但是不提交事务，此时B正好也来读取余额得到200，然后A把这个修改进行了回滚（100），那么B读到的就是脏数据了。

不可重复读：A事务前后两次读的数据不一致

比如A第一次读某人卡里余额100，然后B来把这个余额进行了修改为200并且提交了事务，那么A再一次读取卡里余额，就变成200了，前后两次读取的数据不一致。

幻读：A事务多次查询某个条件的记录数量，前后两次查询得到的记录数量不一致。

比如A第一次读取余额大于100的用户有5个，然后此时B来插入了一条数据（余额为150）并提交了事务，然后A第二次读取余额大于100的用户变成了6个，前后两次读取的记录数量不一致。

3.事务的隔离级别

3.1.四种隔离级别

那么针对上面的三个问题，SQL标准提出了四种隔离级别来规避这些现象，分别是：

读未提交（read uncommitted），指一个事务还没提交时，它做的变更就能被其他事务看到；
读提交（read committed），RC指一个事务提交之后，它做的变更才能被其他事务看到；
可重复读（repeatable read），RR指一个事务执行过程中看到的数据，一直跟这个事务启动时看到的数据是一致的，MySQL InnoDB 引擎的默认隔离级别；
串行化（serializable ）；会对记录加上读写锁，在多个事务对这条记录进行读写操作时，如果发生了读写冲突的时候，后访问的事务必须等前一个事务执行完成，才能继续执行；

对于上面四种隔离级别，每个级别还存在的问题有如下：

所以，要解决脏读现象，就要升级到「读已提交」以上的隔离级别；要解决不可重复读现象，就要升级到「可重复读」的隔离级别，要解决幻读现象不建议将隔离级别升级到「串行化」。

这是因为，MySQL的InnoDB引擎在可重复读的级别下，很大程度的规避了幻读现象（不是完全规避），我们在后面重点讲可重复读这一块。

3.3.可重复读（RR）是如何工作的？

可重复读级别是在启动事务之后，第一次读取数据时，生成一个Read View，以后的本事务中每次普通查询语句都会依据这个Read View来获取数据。

3.4 读已提交（RC）是如何工作的？

读已提交级别是在启动事务后，每次读取数据时，都会生成一个新的Read View。

4.可重复读怎么很大程度解决幻读现象？

4.1针对普通select语句（快照读）

是通过MVCC的方式解决了幻读，因为RR级别下，开始事务后，在执行第一个查询语句，就会创建一个Read View，后续的查询语句，都是在这个Read View的基础上来得到数据的。所以即使中途有其他事务插入了新记录，那么也是查不出来这个新数据的。

4.2针对select..for update语句(当前读）

MySQL 里除了普通查询是快照读，其他都是当前读，比如 update、insert、delete，这些语句执行前都会查询最新版本的数据，然后再做进一步的操作。

那么如果在当前读的情况下没有加锁，那就会出现幻读现象，如下：

所以，InnoDB引擎为了解决 “在可重复读隔离级别下使用当前读” 而导致的幻读问题，就引出了间隙锁。

间隙锁，顾名思义是在一个范围之间加锁，那么在这个范围之内，其他事务就无法进行增删改操作了。

假设，表中有一个范围 id 为（3，5）间隙锁，那么其他事务就无法插入 id = 4 这条记录了，这样就有效的防止幻读现象的发生。

然后我们举个具体的例子：

事务A执行了这条sql语句之后，就会对表中的记录加上id范围为（2，+∞] 的next-key lock，

（这个next-key lock是间隙锁+记录锁的组合，锁的是左开右闭的区间。）然后事务B在执行sql语句的时候，被事务A加的next-key lock给阻塞了，那么事务B就会生成一个意向锁，等待事务A提交之后，再进行插入操作，这样就避免了因为B事务插入新数据而导致A事务出现幻读的情况。

5.可重复读级别下幻读被完全解决了吗？

通过上面两种情况所做的处理，可以说是很大程度上避免了幻读现象，但是还没有完全解决幻读现象。

例如：

5.1.可重复读级别下幻读情况1

A开启事务，并且查询id=5的数据，不存在。
B开启事务，插入一条id=5的数据，并提交事务。
A直接进行update操作，修改id=5的数据，此时如果再次执行查询id=5的操作，那么就会查询到id=5的数据了！

这种情况就是在A开启事务后，通过普通的sql语句生成了一个Read View,之后事务B向表中插入新数据并提交。紧接着事务A对id=5的数据进行update操作，我们前面提到要进行update操作，就必须获取到当前读，那么这样的话，就会导致事务A再次查询的时候，查询的就是最新的数据，就会出现幻读了。

5.2.可重复读级别下幻读情况2

A开启事务，然后执行：select * from t_test where id > 100 （快照读）得到3条记录。
B开启事务，往里面插入了一个 id=200 的记录并提交事务。
A继续执行：select * from t_test where id > 100 for update (当前读）得到4条记录。

这种情况就属于，A开启事务后没有马上执行select...for update操作，导致第一次读取数据时没有加next-key lock，从而导致B事务插入了新数据。

6.总结

事务的四大特性：ACID(原子性，一致性，隔离性，持久性）
持久性<-RedoLog ，一致性<-UndoLog ，隔离性<-MVCC || 锁，持久性<-前三个一起保证
并发事务带来的危害：脏读，可重复读，幻读
四种隔离级别：读未提交，读已提交(RC)，可重复读(RR)，串行化
可重复读解决可重复读隔离级别（默认隔离级），提出的避免幻读的方案：

针对快照读（普通 select 语句），是通过 MVCC 方式解决了幻读。（生成快照读，后续的读都是基于第一次的快照读来获取数据）
针对当前读（select ... for update 等语句），是通过 next-key lock（记录锁+间隙锁）方式解决了幻读。