数据库隔离级别

在阅读《高性能MySQL》这本书的过程中，我复习了一下关于数据库事务中“隔离性”的章节。回想起来，在大学数据库系统课程中应该学过这一部分内容，但现在确实记不清了。数据库中的事务是一种机制，允许连续执行一组SQL指令，如果在执行这一系列指令的过程中出现任何错误，整个事务将会回滚至最初的状态，以此保证事务要么整体成功，要么整体失败，不会出现部分成功、部分失败的情况。

举例来说，假设有两张银行账户表，分别记录了Alice和Bob各自的账户余额，初始状态下两人都有1000元。

现在Alice转账300元给Bob，正常的操作流程应该是执行两条SQL语句：

UPDATE balances SET balance = 700 WHERE account = "Alice";
UPDATE balances SET balance = 1300 WHERE account = "Bob"; 

在执行第一行操作时，如果系统出现问题导致未能执行第二行操作，这样会出现Alice的钱被扣除，而Bob的账户却没有增加相应金额的情况。这种错误发生后修复起来会非常麻烦。为此，数据库中的事务(Transaction)机制就是为了解决这类问题而设计的，它可以确保一个交易要么全部成功，要么全部失败，绝不会停留在中间状态。

在SQL中，可以声明事务的开始和结束，并在必要时回滚到原始状态，这样就能有效避免上述问题的发生。通过使用事务，当涉及到诸如银行转账（如从Alice账户扣款并转入Bob账户）这样的操作时，可以确保资金变动要么全部完成，要么都不发生，以此来维护数据库的一致性和完整性。

BEGIN TRANSACTION;
UPDATE balances SET balance = 700 WHERE account = "Alice";
UPDATE balances SET balance = 1300 WHERE account = "Bob";
COMMIT;

关系型数据库在处理事务时通常要求具备四个特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability），即ACID原则。今天我们主要讨论的是“隔离性”。隔离性确保在系统中有多个事务同时执行时，每个事务之间互不影响。

以下是关于隔离性经常会遇到的几种现象，图表中的Y轴代表时间顺序。

脏读（Dirty Read）

如果一个事务还未提交，但其他事务却能读取到它已更新但尚未提交的数据，这种情况称为脏读。例如，事务A在执行过程中两次读取Alice的账户余额，第一次读取时数值为1000，但在事务A未结束前，另一个事务B改变了Alice的账户余额为700，但尚未提交。这时事务A再次读取Alice的余额，读取到了尚未提交的700元，这就是脏读。

不可重复读（Non-repeatable reads）

在同一事务内，即使使用相同的查询语句多次读取数据，结果却发生了变化，这种情况称为不可重复读。例如，事务A第一次读取到Alice的账户余额为1000，在事务A还未结束时，事务B修改了Alice的余额为700并提交了事务。随后事务A再次执行相同的查询，这次读取到的余额变为700，这就构成了不可重复读。请注意，脏读也是不可重复读的一种特殊情况。

幻读（Phantom reads）

在同一个事务内连续两次执行同样的查询条件，但返回的记录数量却不一致，这种现象称为幻读。举例说明，事务A第一次查询账户余额在900到1000元范围内的账户，结果显示有Alice和Bob两人。而在事务A还未结束的同时，事务B将Alice的余额更新为700元。此时，如果事务A再次基于相同的条件查询，结果中的记录数会从原来的2条减至1条，这就发生了幻读。

隔离级别

针对上述提到的三种问题，SQL中通过不同的隔离等级来确定哪种等级的隔离性可以解决相应问题。隔离等级共有四种：

• 读未提交（Read Uncommitted）：在这种隔离等级下，事务可以读取到其他事务未提交的数据，所以在此等级下，上述三种问题都没有得到解决。
• 读已提交（Read Committed）：事务只能读取到其他事务已提交的数据，未提交的数据不会被读取，因此在这个等级中解决了脏读问题。
• 可重复读（Repeatable Read）：在一个事务中，只要查询条件相同，每次读取特定字段的数据都会得到相同的结果，这一等级解决了不可重复读问题。
• 序列化（Serializable）：在多个事务并发执行时，只要事务的执行顺序相同，无论何时执行都会得到相同的结果。例如，先执行事务A再执行事务B，在相同的条件下，每次执行都将产生一样的结果。在这个最高的隔离等级下，除了不可重复读之外，连幻读问题也会被一并解决。

顺便提及，MySQL的默认隔离等级是可重复读，但可以通过以下命令调整为序列化：

SET SESSION transaction_isolation='SERIALIZABLE';