MySQL InnoDB 事务隔离级别的实现原理

博主： zhaojun
发布时间：2022 年 05 月 02 日
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今天介绍下，在 `MySQL` 的 `InnoDB` 存储引擎中，事务隔离是如何实现的。

`InnoDB` 里面每个事务有一个唯一的事务 `ID`，叫作 `transaction id`。它是在事务开始的时候向 `InnoDB` 的事务系统申请的，是按申请顺序严格递增的。

对于数据库的每行记录，都会有三个隐藏字段：`db_trx_id (事务 id)`、`db_roll_pt (回滚指针)`、`delete_flag(删除标记)`。— *有懂的朋友，还望别细纠，其实 `delete_flag` 是在头信息中，这里是为了方便理解*

对于 `DML` 操作来说：

- **INSERT**：创建一条数据，`db_trx_id` 的值为当前事务 `id`, `db_roll_pt` 为 `null` 。
- **UPDATE**：复制一行数据，将当前复制后这一行的 `db_trx_id` 置为当前事务的 `id`，`db_roll_pt` 是一个指针，指向复制前的那一条的。
- **DELETE**：复制一行数据，将当前复制后这一行的 `db_trx_id` 置为当前事务的 `id`，`db_roll_pt` 是一个指针，指向复制前的那一条的。并把 `delete_flag` 置为 `true` 。

我们会用此语句建表及初始化数据，用于下面举例：

```sql
CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `k` varchar(32) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;

insert into t(id, k) values(1, 1);
```

数据初始状态为：

![](https://cdn.jun6.net/2020/03/01/1ef1b7a3efa33.png)

### Repeatable Read 可重复读

如当前的隔离界别为 `Repeatable Read` ，下面是 SQL 的执行过程：

![](http://cdn.jun6.net/2020/03/01/3996297518139.png)

那么对于第 8，10，12，13 行来说，查询的结果应该是什么呢？

结果应该分别是：2，1，3，1 。

下面我们来逐步回放，MySQL 底层是如何实现这整个过程的：

- 第 1 行：表示每个事务的 ID 号，其中 `read view` 取的是所有当前活跃的事务 ID 数组，活跃指的是，已开启并生成事务 ID 但未提交的事务。`max id` 取的是，目前为止，最大的事务 ID，**不论是否已提交**。我们还称 `read view` 数组中，最小的值为 `min id`。
- 第 2 - 4 行：表示分别开启使用，并创建此事务的 `read view` 及 `max id`，要注意的是，这里我并没有使用 `begin/start transaction` 来开启事务，是因为它们并不会马上创建 `read view` 及 `max id`，而是在执行第一条 `select` 语句后，来进行创建的。
- 第 5 行为修改 k 的值，自增 1，按照上面所说的规则，修改后：
  
  ![](https://cdn.jun6.net/2020/03/01/cb277c85512e2.png)
- 第 6 行，提交 ID 为 102 的事务。
- 第 7 行执行了一个简单查询，未手动开启事务，但也会自动开启并生成 `read view` 及 `max id`，分别为 `read-view: [100, 101]` ，`max-id: 103`

此时会根据查询规则，进行查找，规则如下：

1. 如果数据的 `db_trx_id < min id` ，则说明数据在开启当前事务前已提交的，内容可见。
2. 如果数据的 `db_trx_id > max id` ，则说明数据在此事务启动后生成的，内容不可见。
3. 如果数据的 `min id <= db_trx_id <= max id` ，则还分为两种情况：
   
   3.1 若 `db_trx_id` 在 `read view` 的数组中，表示这个版本是由还没提交的事务生成的，不可见，但如果是自己的事务，则可见。
   
   3.2. 若不在数据中，则表示这个版本是已经提交了的事务生成的，可见。

示意图如下：

![](http://cdn.jun6.net/2020/03/01/a3e4de84498c1.png)

当前的事务的一致性视图为  `read view: [100, 101]` ，`max id: 103`，那么根据这个规则，在上面的数据链中查询数据，从最新的蓝色，开始找，找到第一个数据的 `db_trx_id` 为 102，符合规则 3.2 属于可见范围，查询结果为 2。

- 第 8 行，当前的事务的一致性视图为  `read view: [100, 101]` ，`max id: 101`同样根据规则，第一个数据的 `db_trx_id` 为 102，符合规则 2，不可见，那么根据指针 `db_roll_pt`  继续查找，找到 `db_trx_id` 为 10 的数据，符合规则 1，数据可见，查询结果为 1。
- 第 9 行，修改 k 的值，自增 1，按照上面所说的规则，修改后：
  
  ![](http://cdn.jun6.net/2020/03/01/ffa5c0e9e2e7a.png)
- 第 10 行，当前的事务的一致性视图为  `read view: [100]` ，`max id: 100` 同样根据规则，第一个数据的 `db_trx_id` 为 100，符合规则 3.1，在 `read view` 数组中，但是此 id 为当前事务 id，所以可是可见的，查询结果为 3。
- 第 11 行，当前的事务的一致性视图为  `read view: [100, 101]` ，`max id: 101` 同样根据规则，第一个数据的 `db_trx_id` 为 100，符合规则 3.1，在 `read view` 中，但是此 id 不为当前事务 id，所以内容可见的，那么根据指针 `db_roll_pt`  继续查找，找到 `db_trx_id` 为 102 的数据，符合规则 2，不可见，继续根据指针 `db_roll_pt`  查找，找到 `db_trx_id` 为 10 的数据，符合规则 1，数据可见，查询结果为 1。
- 第 12 - 13 行，为提交事务语句。

### Read Committed 读已提交

处于 `Read Committed 读已提交` 也可套用上面的规则，不过一致性视图： `read view` 和 `max id` 的创建时机，是每一条 `select` 语句时重新生成。你根据上面的内容，可以自己动手试验下读已提交。

最后修改：2022 年 05 月 02 日

如果觉得我的文章对你有用，请我喝杯咖啡吧。

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MySQL InnoDB 事务隔离级别的实现原理

zhaojun • 2022 年 05 月 02 日

今天介绍下，在 `MySQL` 的 `InnoDB` 存储引擎中，事务隔离是如何实现的。

`InnoDB` 里面每个事务有一个唯一的事务 `ID`，叫作 `transaction id`。它是在事务开始的时候向 `InnoDB` 的事务系统申请的，是按申请顺序严格递增的。

对于 `DML` 操作来说：

我们会用此语句建表及初始化数据，用于下面举例：

```sql
CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `k` varchar(32) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;

insert into t(id, k) values(1, 1);
```

数据初始状态为：

![](https://cdn.jun6.net/2020/03/01/1ef1b7a3efa33.png)

### Repeatable Read 可重复读

如当前的隔离界别为 `Repeatable Read` ，下面是 SQL 的执行过程：

![](http://cdn.jun6.net/2020/03/01/3996297518139.png)

那么对于第 8，10，12，13 行来说，查询的结果应该是什么呢？

结果应该分别是：2，1，3，1 。

下面我们来逐步回放，MySQL 底层是如何实现这整个过程的：

此时会根据查询规则，进行查找，规则如下：

示意图如下：

![](http://cdn.jun6.net/2020/03/01/a3e4de84498c1.png)

### Read Committed 读已提交

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