被面試官吊打系列 - 事務隔離級別

2021年09月19日17:38:02 科技 1474

來源於公眾號JAVA日知錄 ,

作者飄渺Jam


小張興沖衝去面試,結果被面試官吊打!

小張:面試官,你好。我是來參加面試的。

面試官:你好,小張。我看了你的簡歷,精通MySQL數據庫。那你肯定知道事務吧,你能說說 事務有哪些特性 嗎?

小張:一個事務有4個特性,即ACID

  • 原子性(Atomicity): 事務開始後的所有操作,要麼全部成功要麼全部失敗。
  • 一致性(Consistency): 事務開始前後數據庫的完整性約束沒有被破壞,比如:A向B轉錢,不可能出現A扣了錢,B沒收到錢。
  • 隔離性(Isolation):多個事務並發訪問時,事務之間是隔離的。
  • 持久性(Durability):事務完成後,事務對數據庫的操作被保存在了數據庫,不能回滾。

面試官:嗯,答的很對。那你說說事務有哪幾種隔離級別呢?

小張:事務隔離級別從高到低有四種隔離級別,分別是:串行化(SERIALIZABLE) 、可重複讀(REPEATABLE READ)、讀提交(READ COMMITTED)、讀未提交(READ UNCOMMITTED)。

面試官:嗯嗯,那你能說說這四種隔離級別分別會造成什麼問題嗎?

(小張竊喜,我就知道你要這麼問,還好我平時關注了 『 JAVA日知錄 』 的公眾號)

小張:好的,面試官。

如果數據庫採用 讀未提交(READ UNCOMMITTED)這種隔離級別,會造成 臟讀。事務還沒提交別人就能看到,這樣就不能保證你讀取到的數據是最終的數據,萬一別人把事務回滾了,那就出現了臟數據問題。

讀提交(READ COMMITTED)是指一個事務只能讀取到其他事務已經提交了的數據,這樣就不會出現臟讀的問題,但是它會帶來」不可重複讀 的問題。比如 A事務 將一個人的姓名從張三改成李四,B事務在A事務提交之前讀取到的是張三,但是在A事務提交之後就變成了李四。

可重複讀(REPEATABLE READ):可重複讀是為了解決READ COMMITTED帶來的不可重複讀問題,指的是事務不會讀取到其他事務對已有數據的修改,即使數據已經提交了。也就是說事務開始讀取到的是什麼,在事務提交之前的任意時刻,這些數據都一樣。雖然解決了不可重複讀問題,但是他又會帶來 幻讀 的問題。比如A事務將張三修改成李四,B事務再插入一個名叫李四的用戶,此時事務A再查找名叫李四的用戶會發現多了一條,出現了2個李四,這就是幻讀。

串行化(SERIALIZABLE):解決了上面出現的所有問題,但是它效率最差,它將事務的執行變成順序執行了。

面試官:回答的不錯,那你知道 MySQL的默認隔離級別是什麼嗎

小張:Mysql默認的隔離級別是REPEATABLE READOracle則採用的是READ COMMITTED

面試官:但是我們使用MySQL的時候並沒有出現幻讀啊,怎麼解決的?

小張擦了擦汗,開始有點緊張了:額,InnoDB主要是利用鎖來解決幻讀問題的。

面試官:對,是採用了鎖,那麼具體怎麼實現的呢?

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小張:我...我突然有點事,我先回去了。

面試官:要了解InnoDB怎麼解決幻讀得先知道InnoDB有哪幾種鎖。

  • Record Lock:單個行記錄上的鎖
  • Gap Lock:間隙鎖,鎖定一個範圍,而非記錄本身,遵循左開右閉原則
  • Next-Key Lock:結合Gap Lock和Record Lock,鎖定一個範圍,並且鎖定記錄本身。主要解決的問題是REPEATABLE READ隔離級別下的幻讀。

注意,如果走唯一索引,那麼Next-Key Lock會降級為Record Lock,即僅鎖住索引本身,而不是範圍。也就是說Next-Key Lock前置條件為事務隔離級別為RR且查詢的索引走的非唯一索引、主鍵索引。

下面我們通過具體的例子來模擬上面出現的幻讀問題:

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,'張三',10;
insert into T SELECT 2,'李四',30;

InnoDB在數據庫中會為索引維護一套B+樹,用來快速定位行記錄。B+索引樹是有序的,所以會把這張表的索引分割成幾個區間。

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事務A執行如下語句,需要將張三修改成李四。

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

這時SQL語句走非唯一索引,因此使用Next-Key Lock加鎖,不僅會給f_10=10的行加上行鎖,而且還會給這條記錄的兩邊添加上間隙鎖,即(-∞,10]、(10,30]這2個區間都加了間隙鎖。

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此時如果B事務要執行如下語句,都會報錯[Err] 1205 - Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

INSERT INTO T SELECT 3,'王五',10;  -- 滿足行鎖,執行阻塞
INSERT INTO T SELECT 4,'趙六',8;   -- 滿足間隙鎖,執行阻塞
INSERT INTO T SELECT 5,'孫七',18;  -- 滿足間隙鎖,執行阻塞

不僅插入 f_id = 10 的記錄需要等待事務A提交,f_id <1010< f_id <30 的記錄也無法完成,而大於等於30的記錄則不受影響,這足以解決幻讀問題了。

剛剛講的是f_id 是索引列的情況,那麼如果 f_id不是索引列會怎麼樣呢?

這時候數據庫會為整個表加上間隙鎖。所以,如果是沒有索引的話,不管 f_id 是否大於等於30,都要等待事務A提交才可以成功插入。

面試官:好了,各位看官朋友們,事務的隔離級別這個面試點你們清楚了嗎?希望你們的面試不會被這個問題難倒喲~

小張:學到了學到了,我下次再來。(趕緊回去把簡歷上的精通數據庫給刪掉。)


以上,希望對你有所幫助!

知識在於一點一滴的積累,滴水穿石!

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