如果没有并发的存在，数据库所有事务总是串行执行的，那么也就不会有临界资源竞争的情况出现，但现实情况是不可能没有并发的存在。

为了保证并发的正确性，需要通过对数据库资源加锁。本文将首先介绍数据库中的锁，之后会介绍各个隔离级别及其实现方式。

锁 #

• 写锁（Write Lock，也叫作排他锁，eXclusive Lock，简写为 X-Lock）：如果数据有加写锁，就只有持有写锁的事务才能对数据进行写入操作，数据加持着写锁时，其他事务不能写入数据，也不能施加读锁。
• 读锁（Read Lock，也叫作共享锁，Shared Lock，简写为 S-Lock）：多个事务可以对同一个数据添加多个读锁，数据被加上读锁后就不能再被加上写锁，所以其他事务不能对该数据进行写入，但仍然可以读取。对于持有读锁的事务，如果该数据只有它自己一个事务加了读锁，允许直接将其升级为写锁，然后写入数据。
• 范围锁（Range Lock）：对于某个范围直接加排他锁，在这个范围内的数据不能被写入。

特别注意：写锁禁止其他事务施加读锁，而不是禁止事务读取数据。

兼容性 #

只有读锁和读锁是兼容的，写锁不兼容任何其他锁。

事务隔离级别 #

事务的隔离性是通过锁的机制来实现的，事务的隔离性越高，并发吞吐量越低，为了让开发人员能够在吞吐量以及隔离性之前取的较好的平衡点，数据库提供了多种隔离性级别。

从本质上来说，事务在不同隔离级别下的不同表现，来源于不同隔离级别采取的加锁机制的不同。

下表是事务的 4 个隔离级别，隔离性从上到下依次递减：

Serializability, 可串行性 #

对事务所涉及到的数据加读锁、写锁、范围锁即可实现 Serializability 所要求的隔离性。

Repeatable Read, 可重复读 #

可重复读 对事务所涉及的数据加读锁和写锁，且一直持有至事务结束，但不再加范围锁。这就意味着 可重复读 可能会出现幻读（Phantom reads, 可参考下文针对幻读问题的讨论）的问题，比如说：

事务 T1 在两次查询取得的数据将会不同，这是因为事务 T1 并没有加范围锁，而 T2 在两次查询之间插入了一行新的记录，这是允许的，因为 可重复读 仅仅只会对数据加读锁和写锁。

Read Committed, 读已提交 #

读已提交 对事务所涉及的数据将会加写锁和读锁，写锁在被施加后会一直持续到事务结束为止，但是读锁在查询操作结束后将会立即得到释放。

读已提交 除了幻读问题之外，还存在着 不可重复读 （Non-repeatable reads, 可参考下文对不可重复读问题的讨论）的问题，举个例子：

事务 T1 将会读到 T2 对数据的修改，这是因为在 读已提交 隔离级别下，事务不会对数据加贯穿整个事务生命周期的读锁，在 T1 事务第一次查询结束之后，该行记录的写锁就被释放了，T2 也因此能够对改行数据进行写操作。

Read Uncommitted, 读未提交 #

读未提交 对事务涉及的数据只加写锁，会一直持续到事务结束，但完全不加读锁。

读未提交 除了有幻读、不可重复读问题之外，还可能面临脏读的问题（Dirty reads，可参考下文对脏读问题的解释），举例如下：

读未提交 完全不加读锁，因此即便 T2 对行数据加了写锁，T1 也能读到 T2 对行数据的修改。

这里要特别注意，写锁会阻塞任何加写锁或读锁的操作，并不阻塞单纯的读取行为。 读未提交 在查询时不加读锁，因此不会被阻塞。

假如在 读已提交 的隔离级别下，因为在查询前会先加读锁，而 T2 此时已对该行数据加了写锁，T1 事务的第二次查询将会被阻塞。

综上所述：

1. 事务的隔离性是通过锁的机制来实现的。
2. 事务隔离性的不同本质上是锁机制的不同。

隔离性问题 #

Phantom Reads, 幻读 #

幻读是指，当一个事务 A 使用相同的查询条件进行两次范围查询时，在两次查询之间有其他事务插入或者删除了数据，导致事务 A 前后两次查询到的数据不一致。

From Wikipedia:

A phantom read occurs when a transaction retrieves a set of rows twice and new rows are inserted into or removed from that set by another transaction that is committed in between.

Non-repeatable Reads, 不可重复读 #

不可重复读是指，一个事务 A 对某一行查询了两次，因为其他事务在两次查询之间对这一行数据进行了修改，导致事务 A 的两次查询结果不一致。

From Wikipedia:

A non-repeatable read occurs when a transaction retrieves a row twice and that row is updated by another transaction that is committed in between.

Drity Reads, 脏读 #

脏读是指，一个事务读到了另一个事务未提交的修改。

From Wikipedia:

A dirty read (aka uncommitted dependency) occurs when a transaction retrieves a row that has been updated by another transaction that is not yet committed.

Dirty Write, 脏写 #

脏写是指，一个事务覆盖了另一个事务未提交的更新：

假设事务既不加读锁也不加写锁，那么 T1 对行数据的更新将会被 T2 对该行数据的写操作所覆盖。

不过，即便是 Read Uncommitted 隔离级别下，也不会出现这种情况。脏写意味着事务的原子性都被破坏了，所以一般不把它纳入隔离性相关问题的讨论范围内。

总结 #

下表总结了各个事务隔离级别下可能遇到的问题：

下表总结了各个事务隔离级别下对锁的使用情况：

Reference #

1. 本地事务 | 凤凰架构
2. 《MySQL 技术内幕——InnoDB 存储引擎》
3. Isolation (database systems) - Wikipedia