深入解析MySQL的事務(wù)隔離及其對性能產(chǎn)生的影響
SQL標(biāo)準(zhǔn)定義了4類隔離級別,包括了一些具體規(guī)則,用來限定事務(wù)內(nèi)外的哪些改變是可見的,哪些是不可見的。低級別的隔離級一般支持更高的并發(fā)處理,并擁有更低的系統(tǒng)開銷。
Read Uncommitted(讀取未提交內(nèi)容)
在該隔離級別,所有事務(wù)都可以看到其他未提交事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。本隔離級別很少用于實際應(yīng)用,因為它的性能也不比其他級別好多少。讀取未提交的數(shù)據(jù),也被稱之為臟讀(Dirty Read)。
Read Committed(讀取提交內(nèi)容)
這是大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的默認(rèn)隔離級別(但不是MySQL默認(rèn)的)。它滿足了隔離的簡單定義:一個事務(wù)只能看見已經(jīng)提交事務(wù)所做的改變。這種隔離級別 也支持所謂的不可重復(fù)讀(Nonrepeatable Read),因為同一事務(wù)的其他實例在該實例處理其間可能會有新的commit,所以同一select可能返回不同結(jié)果。
Repeatable Read(可重讀)
這是MySQL的默認(rèn)事務(wù)隔離級別,它確保同一事務(wù)的多個實例在并發(fā)讀取數(shù)據(jù)時,會看到同樣的數(shù)據(jù)行。不過理論上,這會導(dǎo)致另一個棘手的問題:幻讀 (Phantom Read)。簡單的說,幻讀指當(dāng)用戶讀取某一范圍的數(shù)據(jù)行時,另一個事務(wù)又在該范圍內(nèi)插入了新行,當(dāng)用戶再讀取該范圍的數(shù)據(jù)行時,會發(fā)現(xiàn)有新的“幻影” 行。InnoDB和Falcon存儲引擎通過多版本并發(fā)控制(MVCC,Multiversion Concurrency Control)機(jī)制解決了該問題。
Serializable(可串行化)
這是最高的隔離級別,它通過強(qiáng)制事務(wù)排序,使之不可能相互沖突,從而解決幻讀問題。簡言之,它是在每個讀的數(shù)據(jù)行上加上共享鎖。在這個級別,可能導(dǎo)致大量的超時現(xiàn)象和鎖競爭。
這四種隔離級別采取不同的鎖類型來實現(xiàn),若讀取的是同一個數(shù)據(jù)的話,就容易發(fā)生問題。例如:
- 臟讀(Drity Read):某個事務(wù)已更新一份數(shù)據(jù),另一個事務(wù)在此時讀取了同一份數(shù)據(jù),由于某些原因,前一個RollBack了操作,則后一個事務(wù)所讀取的數(shù)據(jù)就會是不正確的。
- 不可重復(fù)讀(Non-repeatable read):在一個事務(wù)的兩次查詢之中數(shù)據(jù)不一致,這可能是兩次查詢過程中間插入了一個事務(wù)更新的原有的數(shù)據(jù)。
- 幻讀(Phantom Read):在一個事務(wù)的兩次查詢中數(shù)據(jù)筆數(shù)不一致,例如有一個事務(wù)查詢了幾列(Row)數(shù)據(jù),而另一個事務(wù)卻在此時插入了新的幾列數(shù)據(jù),先前的事務(wù)在接下來的查詢中,就會發(fā)現(xiàn)有幾列數(shù)據(jù)是它先前所沒有的。
在MySQL中,實現(xiàn)了這四種隔離級別,分別有可能產(chǎn)生問題如下所示:
MySQL事務(wù)隔離級別對其性能的影響
MySQL默認(rèn)工作在級別三下。我們知道事務(wù)隔離是為了避免并發(fā)操作相互影響而導(dǎo)數(shù)據(jù)的不一致性。所以為了保證數(shù)據(jù)的一致性,就引入了事務(wù)隔離的功能。以上四個級別的對數(shù)據(jù)的一致性保護(hù)是逐步提高的。級別4對事務(wù)的隔離效果最好,但是性能最差,一般不再生產(chǎn)環(huán)境中使用。
下面通過實例來檢驗不同級別下MySQL性能收到的影響。我的實驗環(huán)境是:Redhat5.8+MySQL5.5
首先我們這里啟用兩個session:
1、驗證級別一的特性
我們在session A上進(jìn)行的操作為:
在session B上的操作同session A,這里不再附上截圖。
接下來我們就通過一系列的實驗來觀察READ-UNCOMMITTED到底是什么,它到底有什么特性,對我們的操作到底有什么影響。首先,我們可以看到表中的初始數(shù)據(jù)如下:
接下來我們在sessionA上更改其中的一條記錄,更改結(jié)果如下:
注意:我們在上面啟用了事務(wù),但是我們在這里并沒有進(jìn)行commit操作。
接下來我們在sessionB中對剛才改過的表進(jìn)行select查詢,查詢結(jié)果如下:
我們可以清楚的看到,雖然我們并沒有對session A的結(jié)果進(jìn)行commit,但是結(jié)果確實已經(jīng)改變。因此在這種級別下,沒有提交的操作會對數(shù)據(jù)的一致性有影響。因此,如果我們此時在session A上對上述操作進(jìn)行回滾,我們會發(fā)現(xiàn)此時session B上的結(jié)果又回到原來最初的結(jié)果,這樣就造成了數(shù)據(jù)的不一致性,這也稱為數(shù)據(jù)的幻讀現(xiàn)象,看起來是很詭異的事情。因此在某些場景下,我們應(yīng)該避免這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。但是這種級別也不是沒有它的用武之地,比如當(dāng)我們有大量數(shù)據(jù)需要寫入,而讀操作很少的時候,就適合用這種模式。
可以看到session A回滾后,session B中的數(shù)據(jù)又變成最初的樣子,這也稱為幻讀:
2、驗證級別READ COMMITTED特性
首先把session A和session B的隔離級別都改為READ-COMMITTED,并且全部都開啟事務(wù),操作如下:
接下來我們查看tutors表的初始狀態(tài)信息:
然后我們依然是對數(shù)據(jù)進(jìn)行更新操作,更新之后仍然沒有commit。我們可以看到在sessionA中,結(jié)果已經(jīng)發(fā)生改變:
此時我們在session B中查看,發(fā)現(xiàn)結(jié)果依然維持不變:
但是,如果我們此時在session A中進(jìn)行commit操作,我們就會發(fā)現(xiàn),sessionB此時查詢就會發(fā)生改變,這樣也造成了數(shù)據(jù)的前后不一致性,也是數(shù)據(jù)的幻讀:
3、數(shù)據(jù)的可重讀
數(shù)據(jù)的可重讀,也叫作REPEATABLE-READ,這是MySQL默認(rèn)采用的事務(wù)隔離級別,有其優(yōu)勢,但是仍然沒有從根本上解決數(shù)據(jù)的一致性問題。首先,還是讓我們來測試一下,在這種級別下MySQL到底是如何工作的,又有哪些特性,我們又該怎樣去操作。
我們先把REPEATABLE-READ的環(huán)境設(shè)置好,具體的操作方法如下:
然后我們在查看其初始數(shù)據(jù),其結(jié)果如下:
我們在session A中修改數(shù)據(jù),并進(jìn)行commit,修改后的結(jié)果如下:
然后我們在session B中進(jìn)行查看發(fā)現(xiàn)結(jié)果仍然沒有任何改變:
這就是可重讀的特性,只要本次會話不提交,盡管對方修改,但是結(jié)果仍然不變,只有在session B中也進(jìn)行commit操作,所作的修改才會在sessionB中生效。
4、seriabliable
這個級別是事務(wù)隔離安全性最好的,但是也是性能最差的,因為這個級別所有的操作都是串行進(jìn)行的。一個操作沒有提交,另一個受到影響的操作會處于阻塞狀態(tài)。
為了驗證這種效果,我們先把環(huán)境設(shè)置好,具體為在session A和session B同時設(shè)置如下:
在session A 中對其任意字段進(jìn)行修改,并且沒有進(jìn)行commit操作。此時揮發(fā)現(xiàn)sessionB中的查詢操作會一直處于阻塞狀態(tài):
這就設(shè)串行化隔離的效果,也是為什么串行化隔離并發(fā)能力差的原因。
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