为什么需要隔离级别？

当数据库上有多个事务同时执行的时候，就可能出现脏读（dirty read）、不可重复读（non-repeatable read）、幻读（phantom read）的问题，为了解决这些问题，就有了“隔离级别”的概念。

隔离级别有哪几种？

SQL标准的事务隔离级别包括：读未提交（read uncommitted）、读提交（read committed）、可重复读（repeatable read）和串行化（serializable ）。

  • 读未提交：一个事务还没提交时，它做的变更就能被别的事务看到。
  • 读提交：一个事务提交之后，它做的变更才会被其他事务看到。
  • 可重复读：一个事务执行过程中看到的数据，总是跟这个事务在启动时看到的数据是一致的。MySQL默认的隔离级别是RR。
  • 串行化：对于同一行记录，“写”会加“写锁”，“读”会加“读锁”。当出现读写锁冲突的时候，后访问的事务必须等前一个事务执行完成，才能继续执行。

隔离级别可以简单理解为在查询的某个时间点，给数据库做了一个快照（一般叫做视图，这里为了区分数据库中的2个视图的概念，所以这里我把它叫做快照）

隔离级别的实现

undo log

在 MySQL 中，实际上每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作。记录上的最新值，通过回滚操作，都可以得到前一个状态的值。除了记录变更记录(redo log)，还会记录一条变更相反的回滚操作记录(undo log)。

对于一条记录，在不同的时刻启动事务，会有不同的 read-view。

隐藏列

数据表增加两个隐藏列DATA_TRX_ID和DATA_ROLL_PTR，用于实现MVCC
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ReadView

MySQL中引入了一个可读视图ReadView的概念。

主要属性

  1. mIds：代表生成ReadView时，当前活跃所有的事务ID，活跃的意思就是事务开启了还没提交，事务开启，事务ID会自增，事务ID是一个全局自增的数字。
  2. min_trx_id：表示当前活跃的mIds中最小的事务ID。
  3. max_trx_id：表示生成ReadView时，最大的事务ID。（这里一定不要理解成mIds中最大的ID。因为事务ID虽然是全局递增的，但是并不代表事务ID大的一定要在事务ID小的后面提交，也就是事务开启有先后，但是事务结束的先后和开启的先后并不是完全一致的，毕竟事务有长有短。）

  4. creator_trx_id：该ReadView在哪个事务里创建的。

    数据访问规则

  5. 如果被访问版本的 data_trx_id > min_trx_id，说明生成该版本的事务在 ReadView 生成前就已经提交了，那么该版本可以被当前事务访问。

  6. 如果被访问版本的 data_trx_id < max_trx_id，说明生成该版本数据的事务在生成 ReadView 后才生成，那么该版本不可以被当前事务访问。
  7. 如果被访问版本的 data_trx_id属性值在最大值和最小值之间（包含），那就需要判断一下 trx_id 的值是不是在 m_ids 列表中。如果在，说明创建 ReadView 时生成该版本所属事务还是活跃的，因此该版本不可以被访问；如果不在，说明创建 ReadView 时生成该版本的事务已经被提交，该版本可以被访问。

ReadView中通过最大事务ID，mIds最小事务ID，mIds活跃事务列表，将当前要读的数据的事务ID分成了3种情况：

  1. 要么小于mIds的最小事务ID；
  2. 要么大于生成ReadView的当前的最大事务ID；
  3. 要么处于最大最小值之间，这时候就有两种情况，因为并不是最大最小值之间就一定是活跃的，毕竟先开启的事务并不一定会先结束，事务有大小长短。在mIds中就是还没提交的活跃版本，不可被读取，不在就是已经提交的版本，可以被读取。

当一个事务要读取一行数据，首先用上面规则判断数据的最新版本，如果发现可以访问就直接读取了，如果发现不能访问，就通过DATA_ROLL_PTR指针找到undo log，递归往下去找每个版本，直到读取到自己可以读取的版本为止，如果读取不到那就返回空。

ReadView生成时机

RR和RC这两个隔离级别的一个很大不同就是：生成ReadView的时机不同，READ COMMITTD在每一次进行普通SELECT操作前都会生成一个ReadView，而REPEATABLE READ只在第一次进行普通SELECT操作前生成一个ReadView，数据的可重复读其实就是ReadView的重复使用。

什么是MVCC？

MVCC（Multi-Version Concurrency Control ，多版本并发控制）指的就是，在使用读已提交（READ COMMITTD）、可重复读（REPEATABLE READ）这两种隔离级别的事务，在执行普通的SELECT操作时，访问记录的版本链的过程，这样子可以使不同事务的读-写、写-读操作并发执行，从而提升系统性能。