隔离级别与 MVCC

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布欧-Lewyon

2026-05-15

隔离级别控制并发事务之间的可见性。MySQL InnoDB 通过 MVCC（Multi-Version Concurrency Control） 在不加锁的情况下实现高并发读。

四种隔离级别

级别	脏读	不可重复读	幻读	说明
`READ UNCOMMITTED`	✅ 可能	✅ 可能	✅ 可能	未提交读，极不推荐
`READ COMMITTED`	❌	✅ 可能	✅ 可能	Oracle/PostgreSQL 默认
`REPEATABLE READ`	❌	❌	❌（InnoDB）	MySQL 默认
`SERIALIZABLE`	❌	❌	❌	所有读自动加锁，性能低

-- 查看当前隔离级别
SELECT @@transaction_isolation;
-- MySQL 8.0 之前用: SELECT @@tx_isolation

-- 设置隔离级别
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

脏读、不可重复读、幻读

脏读（Dirty Read）

读到其他事务未提交的数据。

-- 事务 A                    | 事务 B
--                          |
SET SESSION TRANSACTION     | SET SESSION TRANSACTION
  ISOLATION LEVEL            |   ISOLATION LEVEL
  READ UNCOMMITTED;          |   READ UNCOMMITTED;
START TRANSACTION;          | START TRANSACTION;
                            |
UPDATE account              |
SET balance = 0             |
WHERE name = '张三';        |
                            | SELECT balance FROM account
                            | WHERE name = '张三';
                            | -- 读到 0（脏数据！）
ROLLBACK;                   | -- A 回滚，张三余额恢复 1000
                            | -- B 的 0 是脏读

不可重复读（Non-Repeatable Read）

同一事务内两次读取同一行，结果不同（因其他事务提交了修改）。

-- 事务 A                    | 事务 B
SET SESSION TRANSACTION     |
  ISOLATION LEVEL            |
  READ COMMITTED;            |
START TRANSACTION;          |
SELECT balance              |
FROM account                |
WHERE name = '张三';        |
-- 读: 1000                 | UPDATE account
                            | SET balance = 800
                            | WHERE name = '张三';
                            | COMMIT;
SELECT balance              |
FROM account                |
WHERE name = '张三';        |
-- 读: 800（两次不一致）     |

幻读（Phantom Read）

同一事务内两次范围查询，返回的行数不同（因其他事务插入了新行）。

-- 事务 A                    | 事务 B
SET SESSION TRANSACTION     |
  ISOLATION LEVEL            |
  REPEATABLE READ;           |
START TRANSACTION;          |
SELECT * FROM account       |
WHERE balance > 500;        |
-- 返回 3 行                | INSERT INTO account
                            |   VALUES (4, '王五', 600);
                            | COMMIT;
SELECT * FROM account       |
WHERE balance > 500;        |
-- RR 级别下 InnoDB 也返回 3 行（无幻读）
-- RC 级别下则返回 4 行（幻读）

MySQL InnoDB 的 REPEATABLE READ 通过 Next-Key Lock 防止了幻读，而标准 SQL 的定义中 RR 是允许幻读的。

MVCC 原理

MVCC 是 InnoDB 实现高并发读（快照读 SELECT）的核心机制——读操作不阻塞写操作，写操作也不阻塞读操作。

隐藏列

InnoDB 的每行数据有三个隐藏列：

隐藏列	含义
`DB_TRX_ID`	最近修改该行的事务 ID
`DB_ROLL_PTR`	指向 Undo Log 中该行的旧版本
`DB_ROW_ID`	隐式自增 ID（当表无主键时使用）

Undo Log 版本链

每次更新操作，InnoDB 不会覆盖旧数据，而是将旧版本写入 Undo Log，形成版本链：

ReadView（读视图）

当事务执行快照读时，生成一个 ReadView，记录当前活跃事务列表。

ReadView 包含：

m_ids：活跃事务 ID 列表（未提交的）
min_trx_id：活跃事务中最小 ID
max_trx_id：下一个要分配的事务 ID
creator_trx_id：创建 ReadView 的事务 ID

可见性判断：

-- 对 Undo Log 版本链中某个版本 trx_id：
-- 1. trx_id == creator_trx_id → 自身修改，可见
-- 2. trx_id < min_trx_id → 已提交，可见
-- 3. trx_id >= max_trx_id → 未来事务，不可见
-- 4. min_trx_id <= trx_id < max_trx_id → 查是否在 m_ids 中
--    在 m_ids 中：未提交，不可见；不在：已提交，可见

RR 与 RC 的 ReadView 差异

-- READ COMMITTED：每条 SELECT 都重新生成 ReadView
-- 所以两次 SELECT 可能看到不同的提交结果（不可重复读）

-- REPEATABLE READ：事务内第一次 SELECT 生成 ReadView，之后复用
-- 所以各个 SELECT 看到的版本一致（可重复读）

小结

隔离级别从低到高：RU → RC → RR → SERIALIZABLE。MySQL 默认 RR，InnoDB 在 RR 下可防幻读。
MVCC 通过 Undo Log 版本链 + ReadView 实现快照读，无锁并发。
RR 事务内复用第一次 SELECT 生成的 ReadView；RC 每次 SELECT 重新生成。
脏读/不可重复读/幻读分别对应读未提交数据、读到的值变化、读到的行数变化。

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