mysql的隔離級別并非是按照標準實現的，作為從pg切過來的程序員還真是不太適應，這篇文章討論mysql隔離級別實現的，希望對大家能有幫助。
什么是事務
事務是數據庫一組讀寫操作的集合，事務具有ACID四個特性，原子性，一致性，隔離性和持久性。
事務有四個隔離級別，分別是讀未提交，讀已提交，可重復讀和串行化。
以上這些內容相信熟悉傳統(tǒng)數據庫的人，對這些都很熟悉，接下來講的內容可能有些人就不太了解了。
事務的實現方式
數據庫事務的實現方式主要有兩種：
- 基于鎖的；
- 基于時間戳的，現在主流的實現就是基于時間戳的方式的一種，就是大家熟悉的MVCC機制；
因為機制不同，所以事務的表現也不盡相同。
不同機制下的不同隔離級別
SQL標準定義了四種隔離級別，分別是讀未提交，讀已提交，可重復讀，可串行化。很明顯，越低隔離級別的事務并發(fā)行更好，但是一致性更低，嚴格來說，低隔離級別的事務是不符合A和I的，常用的隔離級別多為讀已提交和可重復度。
但是隔離級別的定義是基于鎖并發(fā)控制實現的，基于MVCC機制實現的數據庫事務表現行為會稍有不同。
jim gray曾經有一篇論文討論不同機制實現的數據庫隔離級別的不同表現，并將隔離級別擴展到7個。見下圖：
基于此將常見的傳統(tǒng)數據庫隔離級別統(tǒng)計如下：
- SYBASE支持的隔離級別：degree 0（read uncommitted）、degree 1（read committed）、degree 2（repeatable read）、degree 3（serializable isolation）；
- ORACLE支持的隔離級別：read committed（consistent read）、serializable(snapshot isolation)；
- DB2支持的隔離級別：read uncommitted、cursor stability、read stability、repeatable read；
- Postgresql支持的隔離級別：read committed（consistent read）、repeatable read(snapshot isolation)、serializable isolation(Serialaizable Snapshot Isolation)；
- SQL Server支持的隔離級別：read uncommitted、read committed snapshot 、read committed 、repeatable read、snapshot isolation、serializable isolation；
- MySQL支持的隔離級別：read uncommitted、read committed（consistent read）、repeatable read(snapshot isolation)、serializable isolation；
幻讀（P3／A3）和寫偏斜（A5B）
上圖的各個字母都是數據庫的各種不一致現象。如果把寫操作記作w，讀操作記作r，那么這些有害依賴可以表示為下圖
| identifier | query | phenomena |
|---|---|---|
| P0 | w1[x]...w2[x]...((c1 or a1) and (c2 or a2) in any order) | Dirty Write |
| P1 | w1[x]...r2[x]...((c1 or a1) and (c2 or a2) in any order) | Dirty Read |
| P2 | r1[x]...w2[x]...((c1 or a1) and (c2 or a2) any order) | Fuzzy / Non-Repeatable Read |
| P3 | r1[P]...w2[y in P]...((c1 or a1) and (c2 or a2) any order) | Phantom |
| P4 | r1[x]...w2[x]...w1[x]...c1 | Lost Update |
| P4C | rc1[x]...w2[x]...w1[x]...c1 | Lost Update |
| A3 | r1[P]...w2[y in P]...c2....r1[P]...c1 | Phantom |
| A5A | r1[x]...w2[x]...w2[y]...c2...r1[y]...(c1 or a1) | Read Skew |
| A5B | r1[x]...r2[y]...w1[y]...w2[x]...(c1 and c2 occur) | Write Skew |
mysql中的可重復度
幻讀
mysql是支持MVCC機制實現的數據庫，因此很多人（包括我）會想當然認為他的SI應該就是標準的實現，不會出現幻讀(A3/P3)的現象。接下來，請看如下例子：
如上圖所示，事務2的insert發(fā)生在兩次select之間，這兩次select也如SI一樣正確的顯示了該看到的結果，但是update發(fā)生之后，一切就變了，MySQL的RR隔離級別也會幻讀?。?！
寫偏斜
也許有人會說，mysql同時也是使用鎖的，因此發(fā)生幻讀不奇怪，所以我們可以看接下來這個寫偏斜的經典例子：
顯然，mysql也是會發(fā)生寫偏斜的。
mysql中可重復讀的實現
看源碼可以發(fā)現，mysql中的讀操作是使用MVCC機制實現，可以正確的查找到需要的行，但是寫操作實現的時候有兩點和我想的不太一樣：
- 寫操作永遠讀取已提交的數據，并沒有走MVCC的邏輯；
- 寫操作的并發(fā)是通過鎖控制的，不檢查更新行是否是對本事務可見的。
MVCC機制行的可見條件很簡單，可以總結為兩句話：
- 對不同事務，插入事務已提交，刪除事務未提交(update可以看做先刪除后插入)；
- 對本事務，插入的statement發(fā)生在自己之前，刪除的statement未發(fā)生或在自己之后；
套用幻讀那個例子，本來事務1是不該看到新插入的行的（因為不符合可見條件1），但是update只讀取最新的行，因此對新插入的行做了一次更新，導致該行符合可見條件2，再次select就可以查到這個行。
根據這個實現，我們可以推理出，mysql的可重復讀同樣會發(fā)生lost update和read skew，只要測試的事務中存在寫操作。具體例子可見此處
mysql的可重復讀是比SI更低的隔離級別，在發(fā)生幻讀時，SI隔離級別事物的正確行為應該是后提交的事務回滾，而mysql兩個事務都可以提交，顯然，他的一致性更低，但是并發(fā)性更好（回滾率低），這是一次在用戶使用習慣，性能和一致性之間的權衡，至于優(yōu)劣，就見仁見智了，至少現在看來不壞。
postgresql中的可重復讀
無幻讀
pg實現的隔離級別是比較標準的，可重復度級別（實際是SI）沒有幻讀，這里舉兩個例子
第一個例子
類比mysql的第一個例子，和mysql不同，可以看到pg的事務update的時候只更新了兩行，不包括新插入的行
第二個例子
當該行同時被兩個可重復級別的事務更新時，后提交的事務會回滾，因為更新只能在最新的行上執(zhí)行，否則就是丟失更新了。
寫偏斜
可以看到，pg的可重復級別事務，還是存在寫偏斜的，這是符合標準的。
參考文檔
- 《A Critique of ANSI SQL Isolation Levels》
- mysql源碼
- pg源碼
- https://github.com/ept/hermitage/blob/master/mysql.md
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