SQL篇——【MySQL篇：SQL理论】SQL 与关系型数据库核心要点详解

[1. 核心概念](#1. 核心概念)

[1.1 基本术语](#1.1 基本术语)

[1.2 主流关系型数据库](#1.2 主流关系型数据库)

[2. 关系型数据库基本概念](#2. 关系型数据库基本概念)

[2.1 关系型数据库 (RDBMS)](#2.1 关系型数据库 (RDBMS))

[2.2 数据模型](#2.2 数据模型)

[3. SQL 语言基础](#3. SQL 语言基础)

[3.1 SQL 通用语法](#3.1 SQL 通用语法)

[3.2 SQL 分类](#3.2 SQL 分类)

[4. DDL（数据定义语言）](#4. DDL（数据定义语言）)

[4.1 数据库操作](#4.1 数据库操作)

[4.2 数据类型](#4.2 数据类型)

数值类型

字符串类型

日期时间类型

[4.3 表操作](#4.3 表操作)

[4.4 修改表结构](#4.4 修改表结构)

[4.5 删除表](#4.5 删除表)

[5. DML（数据操作语言）](#5. DML（数据操作语言）)

[5.1 添加数据](#5.1 添加数据)

[5.2 修改数据](#5.2 修改数据)

[5.3 删除数据](#5.3 删除数据)

[6. DQL（数据查询语言）](#6. DQL（数据查询语言）)

[6.1 基本查询](#6.1 基本查询)

[6.2 条件查询](#6.2 条件查询)

常用比较运算符

常用逻辑运算符

条件查询示例

[6.3 聚合函数](#6.3 聚合函数)

[6.4 分组查询](#6.4 分组查询)

[6.5 排序查询](#6.5 排序查询)

[6.6 分页查询](#6.6 分页查询)

[6.7 DQL 执行顺序](#6.7 DQL 执行顺序)

[7. DCL（数据控制语言）](#7. DCL（数据控制语言）)

[7.1 管理用户](#7.1 管理用户)

[7.2 权限控制](#7.2 权限控制)

[8. 函数](#8. 函数)

[8.1 字符串函数](#8.1 字符串函数)

[8.2 数值函数](#8.2 数值函数)

[8.3 日期函数](#8.3 日期函数)

[8.4 流程函数](#8.4 流程函数)

[9. 约束](#9. 约束)

[9.1 约束类型](#9.1 约束类型)

[9.2 约束示例](#9.2 约束示例)

[9.3 外键约束](#9.3 外键约束)

[9.4 外键删除/更新行为](#9.4 外键删除/更新行为)

[10. 多表关系与查询](#10. 多表关系与查询)

[10.1 多表关系类型](#10.1 多表关系类型)

[10.2 多表查询分类](#10.2 多表查询分类)

[10.3 内连接](#10.3 内连接)

[10.4 外连接](#10.4 外连接)

[10.5 自连接](#10.5 自连接)

[10.6 联合查询](#10.6 联合查询)

[10.7 子查询](#10.7 子查询)

[11. 事务](#11. 事务)

[11.1 事务简介](#11.1 事务简介)

[11.2 事务操作](#11.2 事务操作)

[11.3 事务四大特性（ACID）](#11.3 事务四大特性（ACID）)

[11.4 并发事务问题](#11.4 并发事务问题)

[11.5 事务隔离级别](#11.5 事务隔离级别)

本文系统介绍了关系型数据库的核心概念与SQL操作指南。主要内容包括：

1.关系型数据库基础概念，包括主流数据库产品对比；

2.SQL语言详解，涵盖DDL（数据定义）、DML（数据操作）、DQL（数据查询）和DCL（数据控制）四大类语法；

3.数据库函数与约束机制，包括字符串、数值、日期函数及主键、外键等约束类型；

4.多表查询技术，涉及内连接、外连接、子查询等复杂查询方法；

5.事务管理，详细说明ACID特性、隔离级别及并发控制。全文采用示例驱动的讲解方式，提供大量实用SQL代码片段，适合作为关系型数据库学习的系统参考资料。

1. 核心概念

1.1 基本术语

数据库 (DB)：存储数据的仓库，数据有组织地进行存储
数据库管理系统 (DBMS)：操纵和管理数据库的大型软件（如 MySQL）
SQL ：结构化查询语言，操作关系型数据库的统一标准

1.2 主流关系型数据库

数据库	特点
MySQL	开源免费的中小型数据库（有社区版和商业版）
Oracle	大型收费数据库
SQL Server	Microsoft 的中型收费数据库
PostgreSQL	开源免费的中小型数据库
SQLite	嵌入式微型数据库

重要提示：SQL 是操作关系型数据库的统一标准，学会了 MySQL 的 SQL，其他关系型数据库操作方式基本一致。

2. 关系型数据库基本概念

2.1 关系型数据库 (RDBMS)

概念：建立在关系模型基础上，由多张相互连接的二维表组成的数据库
特点：
- 使用表存储数据，格式统一，便于维护
- 使用 SQL 语言操作，标准统一，使用方便

2.2 数据模型

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数据库服务器 → 多个数据库 → 多张表 → 多行记录

通过 DBMS 操作数据库
使用 SQL 语句操作数据库中的表结构和数据

3. SQL 语言基础

3.1 SQL 通用语法

SQL 语句可以单行或多行书写，以分号结尾
可以使用空格/缩进增强可读性
MySQL 的 SQL 语句不区分大小写，但关键字建议使用大写
注释：

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-- 单行注释
# 单行注释
/* 多行注释 */

3.2 SQL 分类

分类	全称	说明
DDL	Data Definition Language	数据定义语言，定义数据库对象（数据库、表、字段）
DML	Data Manipulation Language	数据操作语言，对表中数据进行增删改
DQL	Data Query Language	数据查询语言，查询表中记录
DCL	Data Control Language	数据控制语言，管理用户和权限

4. DDL（数据定义语言）

4.1 数据库操作

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-- 查询所有数据库
SHOW DATABASES;

-- 查询当前数据库
SELECT DATABASE();

-- 创建数据库
CREATE DATABASE [IF NOT EXISTS] 数据库名 [DEFAULT CHARSET 字符集];

-- 删除数据库
DROP DATABASE [IF EXISTS] 数据库名;

-- 切换数据库
USE 数据库名;

4.2 数据类型

数值类型

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-- 常用类型示例
age TINYINT UNSIGNED           -- 年龄（无符号小整数）
score DOUBLE(4,1)              -- 分数（总4位，1位小数）

字符串类型

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-- CHAR 与 VARCHAR 区别
username VARCHAR(50)           -- 变长字符串（最长50）
gender CHAR(1)                 -- 定长字符串（固定1字符）
phone CHAR(11)                 -- 固定长度11

日期时间类型

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birthday DATE                  -- 日期值
createtime DATETIME            -- 日期时间值

4.3 表操作

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-- 创建表
CREATE TABLE 表名(
    字段1 字段1类型 [COMMENT 字段1注释],
    字段2 字段2类型 [COMMENT 字段2注释],
    ...
) [COMMENT 表注释];

-- 示例：员工表
CREATE TABLE emp(
    id INT COMMENT '编号',
    workno VARCHAR(10) COMMENT '工号',
    name VARCHAR(10) COMMENT '姓名',
    gender CHAR(1) COMMENT '性别',
    age TINYINT UNSIGNED COMMENT '年龄',
    idcard CHAR(18) COMMENT '身份证号',
    entrydate DATE COMMENT '入职时间'
) COMMENT '员工表';

4.4 修改表结构

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-- 添加字段
ALTER TABLE 表名 ADD 字段名 类型(长度) [COMMENT 注释];

-- 修改字段类型
ALTER TABLE 表名 MODIFY 字段名 新数据类型(长度);

-- 修改字段名和类型
ALTER TABLE 表名 CHANGE 旧字段名 新字段名 类型(长度) [COMMENT 注释];

-- 删除字段
ALTER TABLE 表名 DROP 字段名;

-- 修改表名
ALTER TABLE 表名 RENAME TO 新表名;

4.5 删除表

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-- 删除表
DROP TABLE [IF EXISTS] 表名;

-- 删除表数据并重建表结构
TRUNCATE TABLE 表名;

5. DML（数据操作语言）

5.1 添加数据

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-- 为指定字段添加数据
INSERT INTO 表名 (字段名1, 字段名2, ...) VALUES (值1, 值2, ...);

-- 为所有字段添加数据
INSERT INTO 表名 VALUES (值1, 值2, ...);

-- 批量添加数据
INSERT INTO 表名 VALUES (值1, 值2, ...), (值1, 值2, ...), ...;

5.2 修改数据

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UPDATE 表名 SET 字段名1 = 值1, 字段名2 = 值2, ... [WHERE 条件];

-- 示例
UPDATE employee SET name = '小昭', gender = '女' WHERE id = 1;

5.3 删除数据

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DELETE FROM 表名 [WHERE 条件];

-- 注意：DELETE 不能删除某个字段的值（用 UPDATE 设为 NULL）

6. DQL（数据查询语言）

6.1 基本查询

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-- 查询多个字段
SELECT 字段1, 字段2, ... FROM 表名;

-- 查询所有字段（慎用）
SELECT * FROM 表名;

-- 设置别名
SELECT 字段1 [AS 别名1], 字段2 [AS 别名2] FROM 表名;

-- 去除重复记录
SELECT DISTINCT 字段列表 FROM 表名;

6.2 条件查询

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SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件列表;

常用比较运算符

运算符	功能
>, >=, <, <=	大小比较
=, <>, !=	等于、不等于
BETWEEN ... AND ...	在某个范围内
IN(...)	在列表中
LIKE	模糊匹配（_匹配单个字符，%匹配任意个字符）
IS NULL	是 NULL 值

常用逻辑运算符

运算符	功能
AND 或 &&	并且
OR 或 \|\|	或者
NOT 或 !	非

条件查询示例

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-- 查询年龄等于88的员工
SELECT * FROM emp WHERE age = 88;

-- 查询年龄在15到20之间的员工
SELECT * FROM emp WHERE age BETWEEN 15 AND 20;

-- 查询姓名为两个字的员工
SELECT * FROM emp WHERE name LIKE '__';

-- 查询身份证号最后一位是X的员工
SELECT * FROM emp WHERE idcard LIKE '%X';

6.3 聚合函数

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-- 统计数量
SELECT COUNT(*) FROM emp;

-- 平均年龄
SELECT AVG(age) FROM emp;

-- 最大年龄
SELECT MAX(age) FROM emp;

-- 最小年龄
SELECT MIN(age) FROM emp;

-- 年龄之和
SELECT SUM(age) FROM emp WHERE workaddress = '西安';

6.4 分组查询

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SELECT 字段列表 FROM 表名 [WHERE 条件] 
GROUP BY 分组字段名 [HAVING 分组后过滤条件];

WHERE 与 HAVING 区别：

WHERE：分组前过滤，不满足条件不参与分组
HAVING：分组后过滤，可以对聚合函数进行判断

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-- 根据性别分组，统计数量
SELECT gender, COUNT(*) FROM emp GROUP BY gender;

-- 查询年龄小于45的员工，按工作地址分组，获取数量≥3的地址
SELECT workaddress, COUNT(*) address_count 
FROM emp 
WHERE age < 45 
GROUP BY workaddress 
HAVING address_count >= 3;

6.5 排序查询

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SELECT 字段列表 FROM 表名 
ORDER BY 字段1 排序方式1, 字段2 排序方式2;

-- ASC：升序（默认），DESC：降序
SELECT * FROM emp ORDER BY age ASC, entrydate DESC;

6.6 分页查询

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SELECT 字段列表 FROM 表名 LIMIT 起始索引, 查询记录数;

-- 查询第1页，每页10条
SELECT * FROM emp LIMIT 0, 10;
-- 简写（第一页可以省略起始索引）
SELECT * FROM emp LIMIT 10;

-- 查询第2页，每页10条
SELECT * FROM emp LIMIT 10, 10;

计算公式：起始索引 = (页码 - 1) * 每页显示记录数

6.7 DQL 执行顺序

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FROM → WHERE → GROUP BY → HAVING → SELECT → ORDER BY → LIMIT

7. DCL（数据控制语言）

7.1 管理用户

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-- 查询用户
SELECT * FROM mysql.user;

-- 创建用户
CREATE USER '用户名'@'主机名' IDENTIFIED BY '密码';

-- 修改用户密码
ALTER USER '用户名'@'主机名' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '新密码';

-- 删除用户
DROP USER '用户名'@'主机名';

-- 示例
CREATE USER 'itcast'@'localhost' IDENTIFIED BY '123456';
CREATE USER 'heima'@'%' IDENTIFIED BY '123456';  -- %表示任意主机

7.2 权限控制

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-- 查询权限
SHOW GRANTS FOR '用户名'@'主机名';

-- 授予权限
GRANT 权限列表 ON 数据库名.表名 TO '用户名'@'主机名';

-- 撤销权限
REVOKE 权限列表 ON 数据库名.表名 FROM '用户名'@'主机名';

-- 示例
GRANT ALL ON itcast.* TO 'heima'@'%';  -- 授予itcast数据库所有权限

8. 函数

8.1 字符串函数

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-- 字符串拼接
SELECT CONCAT('Hello', ' MySQL');

-- 转为小写/大写
SELECT LOWER('Hello'), UPPER('Hello');

-- 左填充/右填充
SELECT LPAD('01', 5, '-');  -- 结果：---01
SELECT RPAD('01', 5, '-');  -- 结果：01---

-- 去除空格
SELECT TRIM(' Hello MySQL ');

-- 截取字符串
SELECT SUBSTRING('Hello MySQL', 1, 5);  -- 结果：Hello

-- 实际应用：工号补零
UPDATE emp SET workno = LPAD(workno, 5, '0');

8.2 数值函数

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-- 向上/向下取整
SELECT CEIL(1.1), FLOOR(1.9);

-- 取模
SELECT MOD(7, 4);

-- 随机数
SELECT RAND();

-- 四舍五入
SELECT ROUND(2.344, 2);  -- 保留2位小数

-- 生成6位随机验证码
SELECT LPAD(ROUND(RAND()*1000000, 0), 6, '0');

8.3 日期函数

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-- 当前日期、时间、日期时间
SELECT CURDATE(), CURTIME(), NOW();

-- 获取年、月、日
SELECT YEAR(NOW()), MONTH(NOW()), DAY(NOW());

-- 增加时间间隔
SELECT DATE_ADD(NOW(), INTERVAL 70 DAY);

-- 计算日期差
SELECT DATEDIFF('2021-12-01', '2021-10-01');

-- 计算员工入职天数
SELECT name, DATEDIFF(CURDATE(), entrydate) AS 'entrydays' 
FROM emp 
ORDER BY entrydays DESC;

8.4 流程函数

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-- IF函数
SELECT IF(TRUE, 'Ok', 'Error');

-- IFNULL函数
SELECT IFNULL(NULL, 'Default');

-- CASE WHEN
SELECT
    name,
    CASE workaddress 
        WHEN '北京' THEN '一线城市' 
        WHEN '上海' THEN '一线城市' 
        ELSE '二线城市' 
    END AS '工作地址'
FROM emp;

9. 约束

9.1 约束类型

约束	关键字	描述
非空约束	NOT NULL	字段不能为NULL
唯一约束	UNIQUE	字段值唯一，不重复
主键约束	PRIMARY KEY	主键，非空且唯一
默认约束	DEFAULT	未指定值时使用默认值
检查约束	CHECK	保证字段值满足条件（MySQL 8.0.16+）
外键约束	FOREIGN KEY	让两张表的数据建立连接

9.2 约束示例

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CREATE TABLE tb_user(
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT 'ID唯一标识',
    name VARCHAR(10) NOT NULL UNIQUE COMMENT '姓名',
    age INT CHECK (age > 0 AND age <= 120) COMMENT '年龄',
    status CHAR(1) DEFAULT '1' COMMENT '状态',
    gender CHAR(1) COMMENT '性别'
);

9.3 外键约束

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-- 添加外键
ALTER TABLE 表名 
ADD CONSTRAINT 外键名称 
FOREIGN KEY (外键字段名) REFERENCES 主表(主表列名);

-- 删除外键
ALTER TABLE 表名 DROP FOREIGN KEY 外键名称;

-- 示例
ALTER TABLE emp 
ADD CONSTRAINT fk_emp_dept_id 
FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES dept(id);

9.4 外键删除/更新行为

行为	说明
NO ACTION / RESTRICT	有外键关联时不允许删除/更新（默认）
CASCADE	父表删除/更新时，子表同步删除/更新
SET NULL	父表删除时，子表外键设为NULL
SET DEFAULT	父表变更时，子表设为默认值（InnoDB不支持）

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-- 设置级联更新和删除
ALTER TABLE emp 
ADD CONSTRAINT fk_emp_dept_id 
FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES dept(id) 
ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE;

10. 多表关系与查询

10.1 多表关系类型

一对多：在多的一方建立外键，指向一的一方的主键
- 如：部门与员工
多对多：建立第三张中间表，包含两个外键
- 如：学生与课程
一对一：在任意一方添加外键，关联另一方主键，并设为UNIQUE
- 如：用户与用户详情

10.2 多表查询分类

连接查询
- 内连接：查询交集部分数据
- 外连接：左外连接、右外连接
- 自连接：当前表与自身连接
子查询

10.3 内连接

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-- 隐式内连接
SELECT 字段列表 FROM 表1, 表2 WHERE 条件;

-- 显式内连接
SELECT 字段列表 FROM 表1 [INNER] JOIN 表2 ON 连接条件;

-- 示例：查询员工及部门信息
SELECT e.name, d.name FROM emp e, dept d WHERE e.dept_id = d.id;
SELECT e.name, d.name FROM emp e INNER JOIN dept d ON e.dept_id = d.id;

10.4 外连接

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-- 左外连接（查询左表所有数据及交集）
SELECT 字段列表 FROM 表1 LEFT [OUTER] JOIN 表2 ON 条件;

-- 右外连接（查询右表所有数据及交集）
SELECT 字段列表 FROM 表1 RIGHT [OUTER] JOIN 表2 ON 条件;

-- 示例
SELECT e.*, d.name FROM emp e LEFT JOIN dept d ON e.dept_id = d.id;
SELECT d.*, e.* FROM dept d LEFT JOIN emp e ON e.dept_id = d.id;

10.5 自连接

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-- 必须使用表别名
SELECT a.name '员工', b.name '领导' 
FROM emp a, emp b 
WHERE a.managerid = b.id;

-- 使用左外连接（包含没有领导的员工）
SELECT a.name '员工', b.name '领导' 
FROM emp a LEFT JOIN emp b ON a.managerid = b.id;

10.6 联合查询

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-- UNION ALL：合并所有结果（不去重）
-- UNION：合并并去重
SELECT 字段列表 FROM 表A ...
UNION [ALL]
SELECT 字段列表 FROM 表B ...;

-- 示例：查询薪资低于5000或年龄大于50的员工
SELECT * FROM emp WHERE salary < 5000
UNION ALL
SELECT * FROM emp WHERE age > 50;

10.7 子查询

标量子查询（返回单个值）

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-- 查询"销售部"的所有员工
SELECT * FROM emp 
WHERE dept_id = (SELECT id FROM dept WHERE name = '销售部');

列子查询（返回一列）

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-- 查询"销售部"和"市场部"的所有员工
SELECT * FROM emp 
WHERE dept_id IN (SELECT id FROM dept WHERE name IN ('销售部', '市场部'));

行子查询（返回一行）

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-- 查询与"张无忌"薪资和直属领导相同的员工
SELECT * FROM emp 
WHERE (salary, managerid) = (
    SELECT salary, managerid FROM emp WHERE name = '张无忌'
);

表子查询（返回多行多列）

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-- 查询入职日期在"2006-01-01"之后的员工及其部门信息
SELECT e.*, d.* 
FROM (SELECT * FROM emp WHERE entrydate > '2006-01-01') e 
LEFT JOIN dept d ON e.dept_id = d.id;

11. 事务

11.1 事务简介

事务是一组操作的集合，是不可分割的工作单位。事务会把所有操作作为一个整体一起提交或回滚，即这些操作要么同时成功，要么同时失败。

11.2 事务操作

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-- 查看事务提交方式（1为自动提交，0为手动提交）
SELECT @@autocommit;

-- 设置手动提交
SET @@autocommit = 0;

-- 开启事务
START TRANSACTION;  -- 或 BEGIN;

-- 提交事务
COMMIT;

-- 回滚事务
ROLLBACK;

11.3 事务四大特性（ACID）

原子性 (Atomicity)：事务是不可分割的最小单元
一致性 (Consistency)：事务完成时，所有数据保持一致状态
隔离性 (Isolation)：事务不受外部并发操作影响
持久性 (Durability)：事务提交后对数据的改变是永久的

11.4 并发事务问题

脏读：读到其他事务未提交的数据
不可重复读：同一事务两次读取同一数据，结果不同
幻读：查询时没有对应数据行，插入时又发现已存在

11.5 事务隔离级别

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
Read uncommitted	√	√	√
Read committed	×	√	√
Repeatable Read (默认)	×	×	√
Serializable	×	×	×

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-- 查看隔离级别
SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION;

-- 设置隔离级别
SET [SESSION|GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL 级别;