面试被吊打系列 - 事务隔离级别

飘渺Jam
小张兴冲冲去面试,结果被面试官吊打!

小张:面试官,你好。我是来参加面试的。

面试官:你好,小张。我看了你的简历,精通MySQL数据库。那你肯定知道事务吧,你能说说 事务有哪些特性 吗?

小张:一个事务有4个特性,即ACID。

  • 原子性(Atomicity): 事务开始后的所有操作,要么全部成功要么全部失败。
  • 一致性(Consistency): 事务开始前后数据库的完整性约束没有被破坏,比如:A向B转钱,不可能出现A扣了钱,B没收到钱。
  • 隔离性(Isolation):多个事务并发访问时,事务之间是隔离的。
  • 持久性(Durability):事务完成后,事务对数据库的操作被保存在了数据库,不能回滚。

面试官:嗯,答的很对。那你说说事务有哪几种隔离级别呢?

小张:事务隔离级别从高到低有四种隔离级别,分别是:串行化(SERIALIZABLE) 、可重复读(REPEATABLE READ)、读提交(READ COMMITTED)、读未提交(READ UNCOMMITTED)。

面试官:嗯嗯,那你能说说这四种隔离级别分别会造成什么问题吗?

(小张窃喜,我就知道你要这么问,还好我平时关注了 ‘ JAVA日知录 ’ 的公众号)

小张:好的,面试官。

如果数据库采用 读未提交(READ UNCOMMITTED)这种隔离级别,会造成 脏读。事务还没提交别人就能看到,这样就不能保证你读取到的数据是最终的数据,万一别人把事务回滚了,那就出现了脏数据问题。

读提交(READ COMMITTED)是指一个事务只能读取到其他事务已经提交了的数据,这样就不会出现脏读的问题,但是它会带来」不可重复读 的问题。比如 A事务 将一个人的姓名从张三改成李四,B事务在A事务提交之前读取到的是张三,但是在A事务提交之后就变成了李四。

可重复读(REPEATABLE READ):可重复读是为了解决READ COMMITTED带来的不可重复读问题,指的是事务不会读取到其他事务对已有数据的修改,即使数据已经提交了。也就是说事务开始读取到的是什么,在事务提交之前的任意时刻,这些数据都一样。虽然解决了不可重复读问题,但是他又会带来 幻读 的问题。比如A事务将张三修改成李四,B事务再插入一个名叫李四的用户,此时事务A再查找名叫李四的用户会发现多了一条,出现了2个李四,这就是幻读。

串行化(SERIALIZABLE):解决了上面出现的所有问题,但是它效率最差,它将事务的执行变成顺序执行了。

面试官:回答的不错,那你知道 MySQL的默认隔离级别是什么吗

小张:Mysql默认的隔离级别是REPEATABLE READ,Oracle则采用的是READ COMMITTED

面试官:但是我们使用MySQL的时候并没有出现幻读啊,怎么解决的?

小张擦了擦汗,开始有点紧张了:额,InnoDB主要是利用锁来解决幻读问题的。

面试官:对,是采用了锁,那么具体怎么实现的呢?

小张:我...我突然有点事,我先回去了。

面试官:要了解InnoDB怎么解决幻读得先知道InnoDB有哪几种锁。

  • Record Lock:单个行记录上的锁
  • Gap Lock:间隙锁,锁定一个范围,而非记录本身,遵循左开右闭原则
  • Next-Key Lock:结合Gap Lock和Record Lock,锁定一个范围,并且锁定记录本身。主要解决的问题是REPEATABLE READ隔离级别下的幻读。

注意,如果走唯一索引,那么Next-Key Lock会降级为Record Lock,即仅锁住索引本身,而不是范围。也就是说Next-Key Lock前置条件为事务隔离级别为RR且查询的索引走的非唯一索引、主键索引。

下面我们通过具体的例子来模拟上面出现的幻读问题:

`CREATE TABLE T (id int ,name varchar(50),f_id int,PRIMARY KEY (id), KEY(f_id)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8`
`insert into T SELECT 1,'张三',10;`
`insert into T SELECT 2,'李四',30;`

InnoDB在数据库中会为索引维护一套B+树,用来快速定位行记录。B+索引树是有序的,所以会把这张表的索引分割成几个区间。

事务A执行如下语句,需要将张三修改成李四。

`select * from t;`
`update t set name = '李四' where f_id = 10;`

这时SQL语句走非唯一索引,因此使用Next-Key Lock加锁,不仅会给f_10=10的行加上行锁,而且还会给这条记录的两边添加上间隙锁,即(-∞,10]、(10,30]这2个区间都加了间隙锁。

此时如果B事务要执行如下语句,都会报错[Err] 1205 - Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

`INSERT INTO T SELECT 3,'王五',10;  -- 满足行锁,执行阻塞`
`INSERT INTO T SELECT 4,'赵六',8;   -- 满足间隙锁,执行阻塞`
`INSERT INTO T SELECT 5,'孙七',18;  -- 满足间隙锁,执行阻塞`

不仅插入 f_id = 10 的记录需要等待事务A提交,f_id <1010< f_id <30 的记录也无法完成,而大于等于30的记录则不受影响,这足以解决幻读问题了。

刚刚讲的是f_id 是索引列的情况,那么如果 f_id不是索引列会怎么样呢?

这时候数据库会为整个表加上间隙锁。所以,如果是没有索引的话,不管 f_id 是否大于等于30,都要等待事务A提交才可以成功插入。

面试官:好了,各位看官朋友们,事务的隔离级别这个面试点你们清楚了吗?希望你们的面试不会被这个问题难倒哟~

小张:学到了学到了,我下次再来。(赶紧回去把简历上的精通数据库给删掉。)

以上,希望对你有所帮助!


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