事务的概念
在数据库中，事务是一组操作序列，这些操作要么全都成功提交，要么全都不做。事务确保了数据的一致性和完整性。每个事务通常遵循 ACID 属性：
- 原子性 (Atomicity)：事务中的所有操作要么全部执行成功，要么全部不执行。
- 一致性 (Consistency)：在事务开始之前和结束之后，数据库的状态都是一致的。
- 隔离性 (Isolation)：多个事务并行执行时，一个事务的执行不应影响其他事务。
- 持久性 (Durability)：一旦提交，事务的结果是永久性的。
事务隔离级别的细节
MySQL 提供了多种事务隔离级别，由于其支持的存储引擎不同（如 InnoDB、MyISAM），每个引擎对隔离级别的实现可能有所不同。下面是详细解析每种隔离级别：
1. READ UNCOMMITTED（读未提交）
- 描述：允许读取未提交的数据。
- 问题：可能导致脏读，即一个事务可以看到另一个事务尚未提交的数据。
-- 事务 A
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = 150.00 WHERE id = 1;
-- 事务 B
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; -- 读到 150.00（脏读）
2. READ COMMITTED（读已提交）
- 描述：只允许读取已提交的数据，解决了脏读的问题。
- 问题：可能导致不可重复读，即同一事务内多次查询结果可能不同。
-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; -- 返回 100.00
-- 事务 B
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = 150.00 WHERE id = 1;
COMMIT;
-- 事务 A再次查询
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; -- 返回 150.00（不可重复读）
3. REPEATABLE READ（可重复读）
- 描述：确保在同一事务中多次读取同一数据的结果是一致的。读操作会看到事务开始时的数据状态，不会被其他已提交事务影响。
- 问题：可能导致幻读，即在同一事务中插入的新记录可能会影响查询结果。
-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; -- 返回 100.00
-- 事务 B
START TRANSACTION;
INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (3, 300.00);
COMMIT();
-- 事务 A再次查询
SELECT * FROM accounts; -- 仍然返回 100.00 和 200.00，但是如果事务 A 使用的查询是 RANGE 查询，则可见新的行（幻读）。
4. SERIALIZABLE（可串行化）
- 描述：实现完全的串行化，所有事务必须顺序执行，避免所有可能的冲突。
- 优点：彻底消除了所有可能的并发问题，但会导致性能下降。
-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; -- 读操作
-- 事务 B
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 2; -- 当事务 A 提交之前，事务 B 会被阻塞，直到事务 A 提交。
REPEATABLE READ 工作原理
MVCC（多版本并发控制）
MySQL InnoDB 存储引擎使用 MVCC（多版本并发控制） 来实现 REPEATABLE READ。MVCC 的优势在于，它允许数据库在读取数据时使用快照，以提供线性一致性。
- 当你开始一个事务时，InnoDB 会创建数据的快照。
- 该快照将始终显示事务开始之前的数据状态，即使其他事务对数据进行了更改。
如何避免幻读
尽管 REPEATABLE READ 的行为非常稳定，但幻读依然是一个问题。要解决这个问题，可以使用以下方法：
- 锁定整个表（TABLE LOCK）：在高并发环境中，您可以选择在事务中锁定整个表，从而避免幻读，但这会影响性能。
LOCK TABLES accounts WRITE;
- 使用更高级的隔离级别：如 SERIALIZABLE，但这样会减少并发性能。
示例演示
让我们通过示例重现 REPEATABLE READ 的行为：
- 创建表和插入数据
CREATE TABLE accounts (
id INT PRIMARY KEY,
balance DECIMAL(10, 2)
);
INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (1, 100.00);
INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (2, 200.00);
- 测试 REPEATABLE READ
- 连接 1（事务 A）
SET AUTOCOMMIT = 0; -- 禁用自动提交
START TRANSACTION;
-- 第一次查询
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; -- 返回 100.00
- 连接 2（事务 B）
START TRANSACTION;
-- 修改账户 1 的余额
UPDATE accounts SET balance = 150.00 WHERE id = 1;
COMMIT; -- 提交事务 B
- 回到连接 1（事务 A）
-- 继续事务 A
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1; -- 仍然返回 100.00
幻读示例
让我们演示幻读的情况：
- 连接 1（事务 A）
SET AUTOCOMMIT = 0; -- 禁用自动提交
START TRANSACTION;
-- 查询账户余额
SELECT * FROM accounts; -- 返回 100.00, 200.00
- 连接 2（事务 B）
START TRANSACTION;
-- 插入新账户
INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (3, 300.00);
COMMIT; -- 提交事务 B
- 连接 1（事务 A）
-- 再次查询账户
SELECT * FROM accounts; -- 现在返回 100.00, 200.00 和 300.00（幻读）结论
MySQL 的 REPEATABLE READ 隔离级别为应用程序提供了许多并发性的优势，同时保持了较高的数据一致性。在使用时，需要注意可能出现的幻读问题，并根据具体的使用场景选择适当的解决方案。
