SQL 事務(wù) 2

1. 前言

在上一小節(jié)中，我們介紹了事務(wù)的概念和基本使用，探討了事務(wù)的四大特性，本小節(jié)我們將更加深入的學(xué)習(xí)事務(wù)。

在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中，偶爾會遇到大量并發(fā)訪問的情況；大量的并發(fā)會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的競爭，從而引起一系列的并發(fā)問題。

本小節(jié)，我們將一起學(xué)習(xí) SQL 的 4 種事務(wù)隔離機(jī)制，以及與之對應(yīng)的 3 種并發(fā)異常。

本小節(jié)測試數(shù)據(jù)如下，請先在數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行，本小節(jié)的所有操作若無特殊說明默認(rèn)在 MySQL 中執(zhí)行。

DROP TABLE IF EXISTS imooc_user;
CREATE TABLE imooc_user
(
  id int PRIMARY KEY,
  username varchar(20),
  age int
);
INSERT INTO imooc_user(id,username,age)
VALUES (1,'peter',18),(2,'pedro',24),(3,'jerry',22);

2. 并發(fā)異常

SQL 標(biāo)準(zhǔn)共定義了 3 種并發(fā)異常，這三種異常分別是臟讀（Dirty Read）、不可重復(fù)讀（Nnrepeatable Read）和幻讀（Phantom Read）。

這 3 種異常比較抽象，我們直接以一個小例子來講解。

2.1 臟讀

某一天，小王正在訪問數(shù)據(jù)庫，開啟了一個事務(wù)，且向 imooc_user 表中插入名為 tom 的用戶，如下：

BEGIN;
INSERT INTO imooc_user(id,username,age) VALUES (4,'tom',27);

此時，小王還未提交事務(wù)，但小李卻在此時訪問了數(shù)據(jù)庫，并且查詢了 imooc_user 表，如下：

SELECT * FROM imooc_user;

小李看到了如下結(jié)果：

+----+----------+-----+
| id | username | age |
+----+----------+-----+
| 4  | tom      | 27  |
+----+----------+-----+

小王明明還沒有提交事務(wù)，但小李卻已經(jīng)看到了小王操作的結(jié)果。試想一下，如果此時小王回滾了事務(wù)，那么對于小李來說，他就看到了錯誤的數(shù)據(jù)，我們稱之為臟讀。

流程圖如下：

2.2 不可重復(fù)讀

第二天，小王又在訪問數(shù)據(jù)庫了，他查看了 imooc_user 表中 id 為 1 的用戶，如下：

SELECT * FROM imooc_user WHERE id = 1;

小王看到的結(jié)果是這樣的：

+----+----------+-----+
| id | username | age |
+----+----------+-----+
| 1  | peter    | 18  |
+----+----------+-----+

此時，小李也來訪問數(shù)據(jù)庫，他開啟了一個事務(wù)，并且修改了 id 為 1 的用戶，如下：

BEGIN;
UPDATE imooc_user SET age = 100 WHERE id = 1;

這個時候，小王又查看了一次 id 為 1 的用戶。

SELECT * FROM imooc_user WHERE id = 1;

但是他看到的結(jié)果卻是這樣的：

+----+----------+-----+
| id | username | age |
+----+----------+-----+
| 1  | peter    | 100 |
+----+----------+-----+

小王發(fā)現(xiàn)自己兩次查詢的數(shù)據(jù)不一樣，可是小李的事務(wù)還未提交。像小王這樣，兩次查詢結(jié)果不同的情況，我們稱之為不可重復(fù)讀。

流程圖如下：

2.3 幻讀

第三天，小王開始了一個事務(wù)，并向 imooc_user 表中插入了一個名為 mary 的用戶，如下：

BEGIN;
INSERT INTO imooc_user(id,username,age) VALUES (5,'mary',17);

此時，搞事的小李也來訪問數(shù)據(jù)庫，小李查詢了一下 imooc_user 表，如下：

SELECT * FROM imooc_user;

小李看到了如下結(jié)果：

+----+----------+-----+
| id | username | age |
+----+----------+-----+
| 1  | peter    | 100 |
| 2  | pedro    | 24  |
| 3  | jerry    | 22  |
| 4  | tom      | 27  |
| 5  | mary     | 17  |
+----+----------+-----+

小李此時已經(jīng)看到了新增的用戶 mary 了，但是小王后悔了，他不想創(chuàng)建 mary 了，于是小王回滾了事務(wù)：

ROLLBACK;

但小李卻看到了 mary，他一度以為自己出現(xiàn)了幻覺，我們把這種情況稱之為幻讀。

流程圖如下：

我們總結(jié)一下這三種異常的特點(diǎn)：

1. 臟讀：讀到了其它事務(wù)還未提交的數(shù)據(jù)；
2. 不可重復(fù)讀：兩次讀到了同一數(shù)據(jù)的不同結(jié)果；
3. 幻讀：讀到了其它事務(wù)新增但未提交的數(shù)據(jù)，而且新增數(shù)據(jù)并未成功。

3. 隔離級別

介紹了常見的 3 種并發(fā)異常后，我們再來介紹 4 種隔離機(jī)制。

SQL 事務(wù)的四種隔離機(jī)制主要是為了解決上述的三種并發(fā)異常，它們之間的關(guān)系如下表所示：

上面的隔離級別由上往下，級別依次會提高，但消耗的性能也會依次提高。我們總結(jié)一下四種隔離級別：

1. 讀未提交：允許讀未提交數(shù)據(jù)，可能會發(fā)生臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀異常；
2. 讀已提交：只能讀已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，避免了臟讀，但可能會出現(xiàn)不可重復(fù)讀和幻讀；
3. 可重復(fù)讀：即能保證在一個事務(wù)中多次讀取，數(shù)據(jù)一致，但可能會出現(xiàn)幻讀；
4. 可串行化：最高的隔離級別，串行的執(zhí)行事務(wù)，可以避免 3 種異常，但性能耗損最高。

提示： SQL Server 和 Oracle 的默認(rèn)隔離級別是讀已提交，而 MySQL 的默認(rèn)隔離級別是可重復(fù)讀。

魚和熊掌不可而得兼！因此 SQL 提供了 4 種事務(wù)隔離級別，在數(shù)據(jù)吞吐能力和數(shù)據(jù)安全中，你需要作出相應(yīng)的選擇。

通過如下語句你可以設(shè)置事務(wù)隔離級別：

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL [level];

其中 level 表示隔離級別，如：READ UNCOMMITTED。

4. 小結(jié)

• 事務(wù)隔離級別以及并發(fā)異常是數(shù)據(jù)庫面試中的重點(diǎn)，請熟練掌握并總結(jié)。
• 在實(shí)際開發(fā)中，事務(wù)的使用十分頻繁，當(dāng)然你不會手寫這些 SQL 語句，會有相應(yīng)的框架來幫你處理，但你仍然需要弄懂它們的原理，當(dāng)出現(xiàn)問題時，你才可以迅速解決。