關于Mysql隔離級別、鎖與MVCC介紹

本文意在弄清楚這些概念間的關系及其作用。弄清Mysql在開啟事務的情況下，每條sql執(zhí)行時的加鎖操作和MVCC版本控制。為使討論簡單，本文忽略了GAP鎖（間隙鎖、范圍鎖）。

我們經(jīng)常所高并發(fā)，高可用。就是從質(zhì)和量來評估，任何事物都可以從這兩個角度來分析。在Mysql數(shù)據(jù)庫中，事務就是用來保證質(zhì)的，MVCC就是用來保證量的。

事務

我們使用事務來保證每一條SQL語句的結果執(zhí)行符合我們的預期。我們說事務必須具備ACID特性。ACID中的三者：原子性、一致性和持久性其實描述的都差不多，保證SQL執(zhí)行結果的可靠性。而隔離性就比較復雜了，隔離性描述的是在并發(fā)場景下數(shù)據(jù)庫的表現(xiàn)，但并發(fā)量并不是固定的，而不同的業(yè)務可能有不同的需求，為了使數(shù)據(jù)庫能適應不同的并發(fā)場景，所以偉大的人們又定義了四種隔離級別：Read Uncommited，Read Committed (RC)，Repeatable Read (RR)，Serializable。隨著數(shù)據(jù)庫隔離級別的提高，數(shù)據(jù)的并發(fā)能力也有所下降。

隔離級別

標準隔離級別下數(shù)據(jù)庫會怎么表現(xiàn)可參考https://www.jb51.net/article/116477.htm，我們這里只討論共享鎖和排它鎖這兩概念，讀加共享鎖，寫加排它鎖：

在RC隔離級別下，修改數(shù)據(jù)會加排它鎖，事務結束釋放，其他事務不許讀，解決臟讀問題。（共享鎖當場釋放）
在RR隔離級別下，讀數(shù)據(jù)加共享鎖，事務結束釋放，其他事務不許修改，解決不可重復讀。（共享鎖事務結束釋放）

實際上都把操作串行化了。而Mysql對其進行了優(yōu)化，一個事務讀時其他事務不能寫，一個事務寫時其他事務不能讀？我不這么干照樣能解決臟讀和不可重復讀問題。MVCC出現(xiàn)了。（這也使得問題變得越來越復雜，而不一樣的地方也開始出現(xiàn)在RR隔離級別下，碰巧Mysql的默認隔離級別就是RR）

MVCC

MVCC即多版本并發(fā)控制，使用了雙版本號來解決數(shù)據(jù)的隔離問題。（“create”一個版本號，“delete”一個版本號，修改操作拆分為“delete”和“create”）每個事務在開始對每張表增刪改查操作時都會生成一個版本號，每個事務只能查到“create”小于本版本號和“delete”大于本版本號的數(shù)據(jù)。這樣，增刪查操作就完全可以并發(fā)進行了，只有修改操作是一定要排隊的。這樣，就算沒有共享鎖也解決了不可重復讀問題，因為其他事務修改后，數(shù)據(jù)的版本號比我大，我不會讀到。

MVCC在RR隔離級別下的并發(fā)

引入MVCC之后，看似很美好。然而大家有沒有想過兩個事務先后對一條數(shù)據(jù)做更新操作，然后兩個事務再讀取那條數(shù)據(jù)，分別讀到什么？哈哈，這根本是不可能出現(xiàn)的，因為修改操作是串行的，另一個事務必須先commit本事務才能修改。好，換個問題，兩個事務先后對一條數(shù)據(jù)做+1操作，另一個事務提交后，本事務再+1，再讀取那條數(shù)據(jù)，本事務是讀取到+1還是+2的結果？如果讀取到+2，那不是破壞了隔離性，讀到了其他事務提交的數(shù)據(jù)么？

然而事實確實是這樣，其他事務已經(jīng)提交，本事務也已修改過那條數(shù)據(jù)了，之后當然要讀到+2才行。雖然本來是0，本事務明明只加了1，可讀取后卻變成2了，有點不適應。確實，在標準的RR隔離級別下，因為操作都是串行的，本事務讀取一行數(shù)據(jù)后，其他事務就不能修改這條數(shù)據(jù)了，這條數(shù)據(jù)永遠只有本事務在操作，所以嚴格滿足隔離性。但是Mysql的RR增強了讀與寫的并發(fā)，只有當兩個事務同時修改一條數(shù)據(jù)需要串行，其他所有操作都可以并行。所以造成了這種結果，好像出現(xiàn)了不可重復讀。但是這種不可重復讀實際上是符合我們的直觀感受的，在本事務對數(shù)據(jù)修改后，當然要讀取到最新的數(shù)據(jù)。

要對其過程進行分析的話：

數(shù)據(jù)create版本號為0

事務1版本號為1，讀取數(shù)據(jù)value=0

事務2版本號為2，修改數(shù)據(jù)value+1=1，原數(shù)據(jù)delete版本號為2，新數(shù)據(jù)create版本號更新為2，commit

事務1修改數(shù)據(jù)value+1=2，（由于修改是當前讀，永遠讀取版本號最大的數(shù)據(jù)，所以讀取到value為1）修改后delete版本號為1，

新數(shù)據(jù)create版本號為1

本事務讀取數(shù)據(jù)value=2

深入分析：

其實上面的描述也是有漏洞的，如果有第三個事務版本號為3呢？因為版本號為3，是不是可以直接讀取事務1、2未提交的數(shù)據(jù)？實際上在MVCC中，每個事務還有一個最低可見版本low_limit_id（事務號 >= low_limit_id的記錄，對于當前事務都是不可見的），把當前正在執(zhí)行還沒commit的事務給過濾掉了。例如事務3，雖然版本號為3，但是low_limit_id=1，所以事務1和事務2的修改對3都是不可見的。

總結

為了解決隔離性問題，都沒有使用完全copy數(shù)據(jù)這種笨方法。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫使用共享鎖和排它鎖使讀寫操作串行；Mysql使用MVCC和排它鎖，讀寫可并行。Mysql在RR隔離級別以下，和傳統(tǒng)方式表現(xiàn)一致，在RR隔離級別，和傳統(tǒng)方式有差異，體現(xiàn)在本事務更新某條數(shù)據(jù)后，能讀取到其他事務對該條數(shù)據(jù)已提交的修改。