如何實現MySQL InnoDB事務隔離級別？

今天介紹下，在 MySQL 的 InnoDB 存儲引擎中，事務隔離是如何實現的。

InnoDB 里面每個事務有一個唯一的事務 ID，叫作 transaction id。它是在事務開始的時候向 InnoDB 的事務系統申請的，是按申請順序嚴格遞增的。

對于數據庫的每行記錄，都會有三個隱藏字段：db_trx_id (事務 id)、db_roll_pt (回滾指針)、delete_flag(刪除標記)?！?nbsp;有懂的朋友，還望別細糾，其實 delete_flag 是在頭信息中，這里是為了方便理解

對于 DML 操作來說：

• INSERT：創建一條數據，db_trx_id 的值為當前事務 id, db_roll_pt 為 null 。
• UPDATE：復制一行數據，將當前復制后這一行的 db_trx_id 置為當前事務的 id，db_roll_pt 是一個指針，指向復制前的那一條的。
• DELETE：復制一行數據，將當前復制后這一行的 db_trx_id 置為當前事務的 id，db_roll_pt 是一個指針，指向復制前的那一條的。并把 delete_flag 置為 true 。

我們會用此語句建表及初始化數據，用于下面舉例：

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);

數據初始狀態為：

Repeatable Read 可重復讀

如當前的隔離界別為 Repeatable Read ，下面是 SQL 的執行過程：

那么對于第 8，10，12，13 行來說，查詢的結果應該是什么呢？

結果應該分別是：2，1，3，1 。

下面我們來逐步回放，MySQL 底層是如何實現這整個過程的：

• 第 1 行：表示每個事務的 ID 號，其中 read view 取的是所有當前活躍的事務 ID 數組，活躍指的是，已開啟并生成事務 ID 但未提交的事務。max id 取的是，目前為止，最大的事務 ID，不論是否已提交。我們還稱 read view 數組中，最小的值為 min id。
• 第 2 - 4 行：表示分別開啟使用，并創建此事務的 read view 及 max id，要注意的是，這里我并沒有使用 begin/start transaction 來開啟事務，是因為它們并不會馬上創建 read view 及 max id，而是在執行第一條 select 語句后，來進行創建的。
• 第 5 行為修改 k 的值，自增 1，按照上面所說的規則，修改后：

• 第 6 行，提交 ID 為 102 的事務。

• 第 7 行執行了一個簡單查詢，未手動開啟事務，但也會自動開啟并生成 read view 及 max id，分別為 read-view: [100, 101] ，max-id: 103

此時會根據查詢規則，進行查找，規則如下：

1. 如果數據的 db_trx_id < min id ，則說明數據在開啟當前事務前已提交的，內容可見。

2. 如果數據的 db_trx_id > max id ，則說明數據在此事務啟動后生成的，內容不可見。

3. 如果數據的 min id <= db_trx_id <= max id ，則還分為兩種情況：

   3.1 若 db_trx_id 在 read view 的數組中，表示這個版本是由還沒提交的事務生成的，不可見，但如果是自己的事務，則可見。

   3.2. 若不在數據中，則表示這個版本是已經提交了的事務生成的，可見。

示意圖如下：

當前的事務的一致性視圖為 read view: [100, 101] ，max id: 103，那么根據這個規則，在上面的數據鏈中查詢數據，從最新的藍色，開始找，找到第一個數據的 db_trx_id 為 102，符合規則 3.2 屬于可見范圍，查詢結果為 2。

• 第 8 行，當前的事務的一致性視圖為 read view: [100, 101] ，max id: 101同樣根據規則，第一個數據的 db_trx_id 為 102，符合規則 2，不可見，那么根據指針 db_roll_pt 繼續查找，找到 db_trx_id 為 10 的數據，符合規則 1，數據可見，查詢結果為 1。
• 第 9 行，修改 k 的值，自增 1，按照上面所說的規則，修改后：

• 第 10 行，當前的事務的一致性視圖為 read view: [100] ，max id: 100 同樣根據規則，第一個數據的 db_trx_id 為 100，符合規則 3.1，在 read view 數組中，但是此 id 為當前事務 id，所以可是可見的，查詢結果為 3。

• 第 11 行，當前的事務的一致性視圖為 read view: [100, 101] ，max id: 101 同樣根據規則，第一個數據的 db_trx_id 為 100，符合規則 3.1，在 read view 中，但是此 id 不為當前事務 id，所以內容可見的，那么根據指針 db_roll_pt 繼續查找，找到 db_trx_id 為 102 的數據，符合規則 2，不可見，繼續根據指針 db_roll_pt 查找，找到 db_trx_id 為 10 的數據，符合規則 1，數據可見，查詢結果為 1。
• 第 12 - 13 行，為提交事務語句。

Read Committed 讀已提交

處于 Read Committed 讀已提交 也可套用上面的規則，不過一致性視圖： read view 和 max id 的創建時機，是每一條 select 語句時重新生成。你根據上面的內容，可以自己動手試驗下讀已提交。