”三读四隔“：图解数据库三种读问题与四种事务隔离级别

在数据库的并发访问场景中，数据一致性问题始终是开发者需要重点关注的核心。MySQL作为最流行的关系型数据库之一，其事务处理机制中的脏读、不可重复读和幻读问题，以及对应的事务隔离级别，是保障数据一致性的关键技术。本文将通过详细的代码示例、时序图和原理分析，带读者深入理解这些概念。

一、MySQL三种典型读问题详解

1.1 脏读（Dirty Read）

定义：一个事务读取到另一个事务未提交的数据，若后者回滚，前者读到的数据即为"脏数据"。

代码示例：

-- 会话A（未提交事务）
START TRANSACTION;
UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
-- 此时会话B读取到未提交的余额-- 会话B
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM account WHERE id = 1;  -- 读取到减少后的余额
COMMIT;-- 会话A
ROLLBACK;  -- 回滚事务，余额恢复

时序图：

1.2 不可重复读（Non-repeatable Read）

定义：因为另一个事务修改并提交了该数据，导致一个事务中多次读取同一数据时结果不同。

代码示例：

-- 会话A
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM account WHERE id = 1;  -- 读取余额1000
-- 会话B修改并提交-- 会话B
START TRANSACTION;
UPDATE account SET balance = balance + 500 WHERE id = 1;
COMMIT;-- 会话A
SELECT balance FROM account WHERE id = 1;  -- 读取余额1500（与第一次不同）
COMMIT;

时序图：

1.3 幻读（Phantom Read）

定义：因为另一个事务插入了新数据并提交。一个事务中多次查询结果集不同。

代码示例：

-- 会话A
START TRANSACTION;
SELECT * FROM orders WHERE status = '未支付';  -- 结果集有10条记录
-- 会话B插入新记录并提交-- 会话B
START TRANSACTION;
INSERT INTO orders (status) VALUES ('未支付');
COMMIT;-- 会话A
SELECT * FROM orders WHERE status = '未支付';  -- 结果集有11条记录（出现"幻影"）
COMMIT;

时序图：

二、MySQL四种事务隔离级别详解

2.1 读未提交（Read Uncommitted）

定义：最低隔离级别，允许读取未提交的数据变更。
解决问题：无，会出现脏读、不可重复读、幻读。
实现手段：不使用任何锁，直接读取数据。

时序图：

2.2 读提交（Read Committed）

定义：只能读取已提交的数据，解决脏读问题。
解决问题：解决脏读，仍存在不可重复读和幻读。
实现手段：

读操作：使用共享锁（S锁），读完即释放
写操作：使用排他锁（X锁），提交后释放

时序图：

2.3 可重复读（Repeatable Read）

定义：确保同一事务中多次读取结果一致，解决不可重复读。
解决问题：解决脏读、不可重复读，通过MVCC解决部分幻读。
实现手段：

MVCC（多版本并发控制）
读操作：基于版本号读取历史快照
写操作：使用Next-Key Lock（记录锁+间隙锁）防止幻读

时序图：

2.4 串行化（Serializable）

定义：最高隔离级别，强制事务串行执行。
解决问题：解决所有读问题（脏读、不可重复读、幻读）。
实现手段：

读操作：加共享锁（S锁），直到事务结束
写操作：加排他锁（X锁），直到事务结束
所有事务按顺序执行

时序图：

三、隔离级别与读问题对照表

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	核心解决方案时序特点
读未提交	是	是	是	无锁，直接读取未提交数据
读提交	否	是	是	读锁读完释放，写锁提交释放，阻止脏读
可重复读	否	否	否	MVCC快照读+Next-Key Lock阻止幻读
串行化	否	否	否	读写锁持续到事务结束，强制事务串行执行