事务的隔离性

今天我们接着上一节课的话题，继续来探讨数据库如何实现隔离性。

只从定义上，我们就能感觉到隔离性肯定与并发密切相关。如果没有并发，所有事务全都是串行的，那就不需要任何隔离，或者说这样的访问具备了天然的隔离性。但在现实情况中不可能没有并发，要在并发下实现串行的数据访问，该怎样做？几乎所有程序员都会回答到：加锁同步呀！现代数据库都提供了以下三种锁：

写锁（Write Lock，也叫做排他锁 eXclusive Lock，简写为 X-Lock）：只有持有写锁的事务才能对数据进行写入操作，数据加持着写锁时，其他事务不能写入数据，也不能施加读锁。

读锁（Read Lock，也叫做共享锁 Shared Lock，简写为 S-Lock）：多个事务可以对同一个数据添加多个读锁，数据被加上读锁后就不能再被加上写锁，所以其他事务不能对该数据进行写入，但仍然可以读取。对于持有读锁的事务，如果该数据只有一个事务加了读锁，那可以直接将其升级为写锁，然后写入数据。

范围锁（Range Lock）：对于某个范围直接加排他锁，在这个范围内的数据不能被读取，也不能被写入。如下语句是典型的加范围锁的例子：

SELECT * FROM books WHERE price < 100 FOR UPDATE;

请注意“范围不能写入”与“一批数据不能写入”的差别，也就是我们不要把范围锁理解成一组排他锁的集合。加了范围锁后，不仅无法修改该范围内已有的数据，也不能在该范围内新增或删除任何数据，这是一组排他锁的集合无法做到的。

隔离级别

本地事务的四种隔离级别了解了这三种锁的概念之后，如果我们要继续探讨数据库是如何实现隔离性的，那就得先理解事务的隔离级别。接下来，我就按照隔离强度从高到低来给你一一介绍。

可串行化——效率最低最安全

可重复读比可串行化弱化的地方在于幻读问题（Phantom Reads），它是指在事务执行的过程中，两个完全相同的范围查询得到了不同的结果集。

读已提交比可重复读弱化的地方在于不可重复读问题（Non-Repeatable Reads），它是指在事务执行过程中，对同一行数据的两次查询得到了不同的结果。

读未提交比读已提交弱化的地方在于脏读问题，它是指在事务执行的过程中，一个事务读取到了另一个事务未提交的数据。

理论上还有更低的隔离级别，就是“完全不隔离”，即读、写锁都不加。读未提交会有脏读问题，但不会有脏写问题（Dirty Write，即一个事务没提交之前的修改可以被另外一个事务的修改覆盖掉），脏写已经不单纯是隔离性上的问题了，它会导致事务的原子性都无法实现，所以一般隔离级别不会包括它，会把读未提交看作是最低级的隔离级别。

如果你也背了很多遍什么幻读脏读过两天就忘，那么忘记前面这一大段，只记住红色标注的这几种隔离级别，其实，不同隔离级别以及幻读、脏读等问题都只是表面现象，它们是各种锁在不同加锁时间上组合应用所产生的结果，锁才是根本的原因。

隔离级别的本质在于锁的运用，分别是 读锁+写锁+范围锁 读锁+写锁 写锁+读完就释放的读锁(写锁会一直持续到事务结束，但加的读锁在查询操作完成后就马上会释放) 只有写锁

写锁也不加

MVCC

“多版本并发控制”（Multi-Version Concurrency Control，MVCC）

MVCC 的基础原理MVCC 是一种读取优化策略，它的“无锁”是特指读取时不需要加锁。MVCC 的基本思路是对数据库的任何修改都不会直接覆盖之前的数据，而是产生一个新版副本与老版本共存，以此达到读取时可以完全不加锁的目的。这句话里的“版本”是个关键词，你不妨将其理解为数据库中每一行记录都存在两个看不见的字段：CREATE_VERSION 和 DELETE_VERSION，这两个字段记录的值都是事务 ID（事务 ID 是一个全局严格递增的数值），然后：数据被插入时：CREATE_VERSION 记录插入数据的事务 ID，DELETE_VERSION 为空。数据被删除时：DELETE_VERSION 记录删除数据的事务 ID，CREATE_VERSION 为空。数据被修改时：将修改视为“删除旧数据，插入新数据”，即先将原有数据复制一份，原有数据的 DELETE_VERSION 记录修改数据的事务 ID，CREATE_VERSION 为空。复制出来的新数据的 CREATE_VERSION 记录修改数据的事务 ID，DELETE_VERSION 为空。此时，当有另外一个事务要读取这些发生了变化的数据时，会根据隔离级别来决定到底应该读取哪个版本的数据：隔离级别是可重复读：总是读取 CREATE_VERSION 小于或等于当前事务 ID 的记录，在这个前提下，如果数据仍有多个版本，则取最新（事务 ID 最大）的。隔离级别是读已提交：总是取最新的版本即可，即最近被 Commit 的那个版本的数据记录。

MVCC 是只针对“读 + 写”场景的优化，如果是两个事务同时修改数据，即“写 + 写”的情况，那就没有多少优化的空间了，加锁几乎是唯一可行的解决方案

MVCC解决的是读+写的问题，所以第一个和第四个锁的组合不用考虑这个问题。