3分鐘搞懂MySQL事務隔離級別及SET TRANSACTION影響事務

我們都知道，MySQL的內建引擎中只有InnoDB、NDB支援事務，而又以InnoDB引擎對於事務的支援最全面也使用最廣泛，所以本文的討論都是基於InnoDB引擎，實驗中用的表都是基於InnoDB的表。

MySQL中可以使用SET TRANSACTION來影響事務特性，此語句可以指定一個或多個由逗號分隔的特徵值列表，每個特徵值設定事務隔離級別或訪問模式。此語句在MySQL 5.7中的完整語法

SET [GLOBAL | SESSION] TRANSACTION
    transaction_characteristic [, transaction_characteristic] ...
transaction_characteristic: {    ISOLATION LEVEL level
  | access_mode
}level: {
     REPEATABLE READ
   | READ COMMITTED
   | READ UNCOMMITTED
   | SERIALIZABLE}
access_mode: {     READ WRITE
   | READ ONLY}

語法很簡單清晰，這裡有幾個關鍵概念需要理解清楚。

Transaction Isolation Levels（事務隔離級別）

事務隔離是資料庫的基礎能力，ACID中的I指的就是事務隔離，通俗點講就是多個使用者併發訪問資料庫時，資料庫為每一個使用者開啟的事務，不能被其他事務的運算元據所干擾，多個併發事務之間要相互隔離。

那麼到底如何做才算是相互隔離呢？SQL:1992標準規定了四種事務隔離級別：READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ和SERIALIZABLE。

InnoDB對四種隔離級別都支援，預設級別是REPEATABLE READ。

root@database-one 07:43:  [(none)]> select @@tx_isolation;
+-----------------+| @@tx_isolation  |
+-----------------+| REPEATABLE-READ |
+-----------------+1 row in set (0.00 sec)

新建會話進行驗證，會話的預設隔離級別確實REPEATABLE-READ。

InnoDB是靠不同的鎖策略實現每個事務隔離級別，隔離級別越高付出的鎖成本也就會越高。我們透過例子來看看不同級別的區別。

root@database-one 08:38:  [gftest]> create table testtx(name varchar(10),money decimal(10,2)) engine=innodb;
Query OK, 0 rows affected (0.12 sec)
root@database-one 08:42:  [gftest]> insert into testtx values('A',6000),('B',8000),('C',9000);
Query OK, 3 rows affected (0.00 sec)
Records: 3  Duplicates: 0  Warnings: 0
root@database-one 08:43:  [gftest]> select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

上面建立了表testtx，並插入了3條資料，表示A有6000元，B有8000元，C有9000元。

• REPEATABLE READ，同一事務內的consistent reads讀取由第一次讀取建立的快照。這意味著，如果在同一事務中發出多個普通（非鎖定）SELECT語句，則這些SELECT語句查到的資料保持一致。

建立會話1，關閉MySQL預設的事務自動提交模式（相關知識可以參考 ）。

root@database-one 08:58:  [(none)]> prompt \u@database-one \R:\m:\s [\d] session1>
PROMPT set to '\u@database-one \R:\m:\s [\d] session1>'root@database-one 08:58:41 [(none)] session1>use gftest;
Database changed
root@database-one 08:58:55 [gftest] session1>SET autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 08:59:21 [gftest] session1>show variables like 'autocommit';
+---------------+-------+| Variable_name | Value |
+---------------+-------+| autocommit    | OFF   |
+---------------+-------+1 row in set (0.02 sec)
root@database-one 08:59:36 [gftest] session1>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

建立會話2，關閉MySQL預設的事務自動提交模式（相關知識可以參考 ）。

root@database-one 09:01:  [(none)]> prompt \u@database-one \R:\m:\s [\d] session2>
PROMPT set to '\u@database-one \R:\m:\s [\d] session2>'root@database-one 09:02:13 [(none)] session2>use gftest;
Database changed
root@database-one 09:02:24 [gftest] session2>SET autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 09:02:30 [gftest] session2>show variables like 'autocommit';
+---------------+-------+| Variable_name | Value |
+---------------+-------+| autocommit    | OFF   |
+---------------+-------+1 row in set (0.00 sec)
root@database-one 09:02:37 [gftest] session2>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

建立會話3，關閉MySQL預設的事務自動提交模式（相關知識可以參考 ）。

root@database-one 09:03:  [(none)]> prompt \u@database-one \R:\m:\s [\d] session3>
PROMPT set to '\u@database-one \R:\m:\s [\d] session3>'root@database-one 09:03:44 [(none)] session3>use gftest;
Database changed
root@database-one 09:03:47 [gftest] session3>SET autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 09:03:56 [gftest] session3>show variables like 'autocommit';
+---------------+-------+| Variable_name | Value |
+---------------+-------+| autocommit    | OFF   |
+---------------+-------+1 row in set (0.01 sec)
root@database-one 09:04:04 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

A給B轉100元。在session1中模擬。

root@database-one 09:06:03 [gftest] session1>update testtx set money=money-100 where name='A';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
root@database-one 09:07:34 [gftest] session1>update testtx set money=money+100 where name='B';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
root@database-one 09:07:58 [gftest] session1>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

session1看到了金額進行了變化，但還未進行提交。

此時，分別去session2、session3進行查詢。

root@database-one 09:02:45 [gftest] session2>
root@database-one 09:12:23 [gftest] session2>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 09:04:10 [gftest] session3>
root@database-one 09:14:12 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

session2、session3均未看到金額變化。

A對轉賬進行確認，即提交。

root@database-one 09:09:28 [gftest] session1>commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 09:18:03 [gftest] session1>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

此時，再分別去session2、session3進行查詢。

root@database-one 09:12:28 [gftest] session2>
root@database-one 09:18:15 [gftest] session2>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 09:14:22 [gftest] session3>
root@database-one 09:18:24 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

session2、session3還未看到金額變化。因為他們還在自己的事務中（由自己session第一個select * from testtx即隱式開啟了事務），根據REPEATABLE READ事務隔離的原則確實不應該看到。

當session2、session3結束當前事務後，再去查詢就能看到變化了。

root@database-one 09:18:20 [gftest] session2>
root@database-one 09:26:58 [gftest] session2>commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 09:27:05 [gftest] session2>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 09:18:26 [gftest] session3>
root@database-one 09:27:17 [gftest] session3>rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 09:27:24 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

• READ COMMITTED，即使在同一事務中，每個consistent read操作都設定並讀取自己的新快照。

我們將資料還原，並調整三個會話的事務隔離級別均為READ COMMITTED。

root@database-one 09:38:42 [gftest] session1>update testtx set money=6000 where name='A';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 0  Warnings: 0
root@database-one 09:39:20 [gftest] session1>update testtx set money=8000 where name='B';
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
root@database-one 09:39:44 [gftest] session1>commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 09:39:49 [gftest] session1>SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read committed;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 09:40:33 [gftest] session1>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 09:41:31 [gftest] session2>SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read committed;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 09:41:44 [gftest] session2>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 09:42:16 [gftest] session3>SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read committed;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
root@database-one 09:42:24 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

A給B轉100元。在session1中模擬。

root@database-one 09:40:42 [gftest] session1>update testtx set money=money-100 where name='A';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
root@database-one 09:44:10 [gftest] session1>update testtx set money=money+100 where name='B';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
root@database-one 09:44:20 [gftest] session1>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

session1看到了金額進行了變化，但還未進行提交。

此時，分別去session2、session3進行查詢。

root@database-one 09:42:28 [gftest] session3>
root@database-one 09:47:15 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 09:42:28 [gftest] session3>
root@database-one 09:47:15 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

session2、session3均未看到金額變化。

A對轉賬進行確認，即提交。

root@database-one 09:50:37 [gftest] session1>commit;
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
root@database-one 09:50:43 [gftest] session1>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

此時，再分別去session2、session3視角進行查詢。

root@database-one 09:48:02 [gftest] session2>
root@database-one 09:52:18 [gftest] session2>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 09:48:18 [gftest] session3>
root@database-one 09:53:11 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

session2、session3均看到金額變化。因為他們雖然還在自己的事務中（由自己session第一個select * from testtx即隱式開啟了事務），根據READ COMMITTED事務隔離的原則應該看到。

• READ UNCOMMITTED，SELECT語句是以非鎖定方式執行的，但可能會使用資料的早期版本，這樣的讀取是不一致的，因此也被稱為髒讀。

我們將資料還原，並調整三個會話的事務隔離級別均為READ COMMITTED。

root@database-one 10:02:49 [gftest] session1>update testtx set money=6000 where name='A';
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
root@database-one 10:03:10 [gftest] session1>update testtx set money=8000 where name='B';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
root@database-one 10:03:20 [gftest] session1>commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 10:03:30 [gftest] session1>SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read uncommitted;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 10:03:49 [gftest] session1>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 10:02:52 [gftest] session2>SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read uncommitted;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 10:04:58 [gftest] session2>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 10:05:35 [gftest] session3>SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read uncommitted;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 10:05:37 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

A給B轉100元。在session1中模擬。

root@database-one 10:06:43 [gftest] session1>update testtx set money=money-100 where name='A';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
root@database-one 10:06:47 [gftest] session1>update testtx set money=money+100 where name='B';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
root@database-one 10:06:57 [gftest] session1>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

session1看到了金額進行了變化，但還未進行提交。

此時，分別去session2、session3進行查詢。

root@database-one 10:05:07 [gftest] session2>
root@database-one 10:08:34 [gftest] session2>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 10:06:02 [gftest] session3>
root@database-one 10:08:42 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

session2看到金額變化，session3未看到金額變化。因為他們雖然還在自己的事務中（由自己session第一個select * from testtx即隱式開啟了事務），根據READ UNCOMMITTED事務隔離的原則，session3沒有看到金額變化是因為使用了資料的早期版本。這裡需要特別注意，有時可能是session2會看到金額變化、有時可能是session3會看到金額變化、有時可能是session2和session3都會看到金額變化、有時可能是session2和session3都不會看到金額變化，這個是由MySQL根據資料的版本情況即時確定的。

A對轉賬進行確認，即提交。

root@database-one 10:35:52 [gftest] session1>commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
root@database-one 10:36:01 [gftest] session1>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

此時，再分別去session2、session3視角進行查詢。

root@database-one 10:09:24 [gftest] session2>
root@database-one 11:09:45 [gftest] session2>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

root@database-one 11:08:29 [gftest] session3>
root@database-one 11:11:54 [gftest] session3>select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 5900.00 |
| B    | 8100.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)

session2、session3均看到金額變化。

• SERIALIZABLE，這個級別類似於REPEATABLE READ，但更嚴格。在非自動提交模式下，InnoDB隱式地將所有SELECT語句轉換為SELECT … LOCK IN SHARE MODE。在自動提交模式下，SELECT在自己的事務裡，以事務的原則執行。

因為效果和REPEATABLE READ類似，我這裡就不再演示了，有興趣的同學可以自己驗證。SERIALIZABLE執行的規則比REPEATABLE READ更為嚴格，主要用於特殊情況，如XA事務、解決併發和死鎖問題等場景。

Transaction Access Mode（事務訪問模式）

事務的訪問模式很容易理解，就是指在事務中如何對錶中的資料進行使用，分為READ WRITE和READ ONLY，預設是READ WRITE。

還是testtx這張表，我們開啟一個READ ONLY事務，對其中的資料進行修改，看看會發生什麼。

root@database-one 11:56:  [gftest]> select @@tx_isolation,@@autocommit;
+-----------------+--------------+| @@tx_isolation  | @@autocommit |
+-----------------+--------------+| REPEATABLE-READ |            1 |
+-----------------+--------------+1 row in set (0.00 sec)
root@database-one 11:57:  [gftest]> SET SESSION TRANSACTION read only;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 11:57:  [gftest]> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
root@database-one 11:59:  [gftest]> select * from testtx;
+------+---------+| name | money   |
+------+---------+| A    | 6000.00 |
| B    | 8000.00 |
| C    | 9000.00 |
+------+---------+3 rows in set (0.00 sec)
root@database-one 11:59:  [gftest]> update testtx set money=0 where name='A';
ERROR 1792 (25006): Cannot execute statement in a READ ONLY transaction.

可以看到，READ ONLY模式的事務修改資料時會報錯。

Transaction Characteristic Scope（事務屬性的作用範圍）

細心的同學可能已經注意到，在SET TRANSACTION時有可選關鍵字GLOBAL和SESSION，它們決定了事務屬性的作用範圍。

• 使用GLOBAL時，該語句影響所有後續會話，現有會話不受影響。
• 使用SESSION時，該語句影響當前會話中的所有後續事務。
• 不使用GLOBAL或SESSION時，該語句僅影響會話中執行的下一個事務。