MySQL事务ACID与隔离级别深度解析

1.1 什么是事务

1.1.1 概念

事务（Transaction）是最小的不可再分的工作单元；一个完整业务由多条 DML（insert、update、delete）语句组成，这些 SQL要么全部执行成功，要么全部不执行，是一组不可分割的数据库操作序列。

重点：MySQL 中只有 InnoDB 引擎支持事务，MyISAM 不支持事务。

-- 查看数据库支持的引擎
show engines;

InnoDB 默认引擎，支持事务、行锁、外键。

1.1.2 示例：银行转账业务

张三转账 200 元给李四，需要两条 update 语句：

update account set money = money - 200 where id = 1;
update account set money = money + 200 where id = 2;

分析： 两条语句必须同时成功或者同时失败。第一条修改只是在内存记录操作，不会持久化到磁盘；两条全部执行成功后，才同步底层磁盘数据；如果第二条执行失败，清空所有操作记录，全部回滚，这就是事务的作用。

1.1.3 事务处理原则

事务作为一个完整单元执行：

• 全部成功：执行commit提交，修改永久保存；
• 任意一步失败：执行rollback回滚，撤销所有修改，回到事务开始之前的状态； 保证数据一致性，不会出现一半成功一半失败的异常数据。

1.2 事务四大特性 ACID

1.2.1 原子性（Atomicity）

事务是不可分割的最小单元，事务内部操作要么全部发生，要么全部不发生。 转账案例：不能出现张三扣钱、李四没加钱的情况。

1.2.2 一致性（Consistency）

事务执行前后，数据库都处于合法一致状态。 转账案例：转账前两人总额 2000，无论事务成功还是失败，总额始终保持 2000，不会凭空多钱或者少钱。

1.2.3 隔离性（Isolation）

多个并发事务互相隔离，每个事务拥有独立的数据空间，一个事务的操作，在未提交前，不应该随意干扰其他事务。

1.2.4 持久性（Durability）

事务一旦提交成功，对数据的修改永久写入磁盘。就算数据库宕机、服务器断电，提交的数据也不会丢失。

1.3 MySQL 事务基础使用

1.3.1 事务三大核心命令

1. 开启事务：begin / start transaction
2. 提交事务：commit，持久化修改到磁盘
3. 回滚事务：rollback，撤销本次事务所有 DML 操作

1.3.2 事务开启方式汇总

方式	命令
显式开启 1	begin + SQL + commit/rollback
显式开启 2	start transaction + SQL + commit/rollback
自动提交关闭	set autocommit=0，后续 DML 属于同一个事务，需要手动 commit
自动提交开启	set autocommit=1，执行 DML 自动提交

1.3.3 autocommit 自动提交参数

MySQL默认 autocommit=1，自动提交，每执行一条 DML 就直接持久化。

-- 查询自动提交状态
select @@autocommit;
show variables like 'autocommit';

-- 仅当前会话关闭自动提交
set autocommit=0;
-- 全局关闭自动提交（所有新连接生效）
set global autocommit=0;

注意：事务是基于数据库连接（会话 session），不是基于表。同一个连接中，在 commit/rollback 之前，所有 DML 都会属于同一个事务；开启事务后必须提交或者回滚，否则会长期占用锁资源。

1.3.4 实操示例 1：begin、commit、rollback

-- 创建测试库和账户表
create database mydb17_transcation;
use mydb17_transcation;
create table account (id int(10) primary key not null, name varchar (40), money double);
insert into account values(1, '张三', 1000);
insert into account values(2, '李四', 2000);

-- 测试：开启事务修改，不提交，断开连接
begin;
update account set money=3000 where id=2;
select * from account;
exit;

重新登录查询：李四金额依旧是 2000，未提交的事务断开连接自动回滚。

-- 提交事务示例
begin;
update account set money=3000 where id=2;
commit;
exit;
-- 重连查询，数据永久生效

-- 回滚事务示例
begin;
delete from account where id=1;
select * from account;
rollback;
select * from account; -- 张三数据恢复

1.3.5 实操示例 2：关闭自动提交

select @@autocommit;
set autocommit=0;
insert into account values(3, '王五', 3000);
commit;
select * from account;

1.3.6 回滚点 savepoint

可以在事务内标记回滚点，支持只回滚到指定标记，而不是整个事务全部回滚。

savepoint s1;    -- 创建回滚点s1
rollback to s1;  -- 回滚到s1标记处

注意：自动提交开启时，语句执行就提交事务，回滚点会失效，报错SAVEPOINT does not exist。

1.3.7 隐式提交

部分 DDL 语句（create、alter、drop 等）会触发隐式提交，哪怕没有写 commit，事务也会自动提交，无法 rollback。

生产建议：业务事务使用显式commit/rollback，避免隐式提交带来数据风险。

1.4 InnoDB 如何保证 ACID：redo log 与 undo log

1.4.1 WAL 预写日志技术

WAL：Write-Ahead Logging，先写日志，再刷磁盘数据页。 磁盘随机 IO 很慢、顺序 IO 很快，InnoDB 更新数据不会直接修改磁盘数据页，流程：

1. 数据页加载到 Buffer Pool 缓冲池
2. 在内存 Buffer Pool 修改数据，生成 redo log 写入 redo log buffer
3. 事务提交时，先把 redo log 顺序追加写入磁盘 redo log 文件，提交才算成功
4. 后台线程空闲时，再把脏页（修改过的数据页）随机刷入磁盘数据文件（刷脏）

通俗理解：先记在粉板（redo log），空闲的时候再誊写到账本（数据文件）。

• redo log 作用：保证持久性 D，宕机后用来恢复已经提交、但是脏页还没刷盘的数据。

1.4.2 redo log 查看命令

-- 查看redo日志总容量
show variables like 'innodb_redo_log_capacity';

-- 查看redo运行状态、LSN信息
show global status like '%innodb%redo%';

redo 日志文件存放路径：Data/#innodb_redo，一共 32 个日志文件，循环复用。

1.4.3 CSR 前滚（Crash Safe Recovery）

LSN：日志逻辑序列号，每次写 redo log LSN 递增。 MySQL 重启时对比数据页 LSN 和 redo log 的 LSN：

• 如果 redo 里面有已经提交、但是还没刷到数据页的修改，自动执行前滚，把数据补齐；
• 没有提交的事务，通过 undo 回滚撤销。 这个宕机自动恢复流程就是 CSR。

1.4.4 undo 回滚日志

undo log 记录数据修改前的旧版本数据，两大核心作用：

1. 原子性 A：事务 rollback 的时候，读取 undo 日志恢复修改前的数据；
2. 隔离性 I、MVCC 多版本：保存历史数据快照，实现可重复读，让读不加锁。

redo log：记录修改之后的数据，用于宕机恢复（前滚）； undo log：记录修改之前的数据，用于回滚、快照读。

1.5 事务隔离级别

1.5.1 并发事务三大问题

并发事务不加隔离控制，会出现三类问题：

1. 脏读 Dirty Read ：一个事务读到其他事务未提交的数据，如果对方回滚，读到的数据是脏数据。
2. 不可重复读 Non-repeatable Read ：同一个事务内，多次读取同一条记录，中间被别的事务修改并提交，两次查询结果不一样（针对行数据内容修改）。
3. 幻读 Phantom Read：同一个事务范围查询，别的事务在范围内新增 / 删除数据并提交，再次查询发现行数变了，像出现幻觉（针对记录条数）。

区分重点： 不可重复读：行内容被 UPDATE 修改； 幻读：范围里面新增 INSERT 或者删除 DELETE 行，查询结果行数变化。

1.5.2 SQL 标准 4 种隔离级别

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
READ UNCOMMITTED 读未提交	✅ 允许	✅ 允许	✅ 允许
READ COMMITTED 读已提交	❌ 禁止	✅ 允许	✅ 允许
REPEATABLE READ 可重复读（MySQL 默认）	❌ 禁止	❌ 禁止	✅ 允许（InnoDB 通过间隙锁缓解）
SERIALIZABLE 串行化	❌ 禁止	❌ 禁止	❌ 禁止

1.隔离级别越高，一致性越强，并发性能越低。

2.四种隔离的并发性能如图：

1.5.3 查看和修改隔离级别

-- 查询隔离级别（会话+全局）
select @@GLOBAL.transaction_isolation, @@transaction_isolation;
show variables like "transaction_isolation";

-- 修改当前会话隔离级别
set session transaction isolation level read uncommitted;
set session transaction isolation level read committed;
set session transaction isolation level repeatable read;
set session transaction isolation level serializable;

-- 修改全局隔离级别，新连接生效
set global transaction isolation level repeatable read;

1.5.4 并发实操演示（两个 mysql 连接）

use mydb17_transcation;
create table ac (id int(2) primary key not null, name varchar (10), money double);
insert into ac values(1, '张三', 1000);
insert into ac values(2, '李四', 2000);
set autocommit = 0;

1. READ UNCOMMITTED：可以读到对方未提交修改，产生脏读；
2. READ COMMITTED：只能读到对方提交之后的数据，解决脏读，但是会出现不可重复读；
3. REPEATABLE READ（MySQL 默认）：同一个事务内，多次读取结果一致，解决脏读、不可重复读，InnoDB 间隙锁抑制幻读；
4. SERIALIZABLE 串行化：事务串行排队执行，读操作也会上锁，完全隔离，并发极差，生产极少使用。