第4篇-事务隔离级别的实现原理
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2026-05-24
四、MySQL 是如何实现隔离级别的？
MySQL 的 InnoDB 存储引擎，使用 MVCC（多版本并发控制） 和 Next-Key Lock（临键锁） 来实现隔离级别。
4.1 READ UNCOMMITTED（读未提交）
实现原理：
- 读操作：不加锁，直接读最新的数据（包括未提交的）
- 写操作：加行锁（X 锁）
问题：
- 脏读：读到别人还没提交的数据
示例：
-- 事务 A
START TRANSACTION;
UPDATE users SET age = 20 WHERE id = 1; -- 更新但未提交
-- 事务 B（READ UNCOMMITTED）
START TRANSACTION;
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
SELECT age FROM users WHERE id = 1; -- 读到 20（脏读！）4.2 READ COMMITTED（读已提交）
实现原理：
- 读操作：不加锁，使用 MVCC，读已提交的最新快照
- 写操作：加行锁（X 锁）
解决的问题：
- 脏读：读到的数据都是已提交的
问题：
- 不可重复读：同一事务中，两次读取结果可能不同
示例：
-- 事务 A
START TRANSACTION;
UPDATE users SET age = 20 WHERE id = 1;
COMMIT; -- 提交
-- 事务 B（READ COMMITTED）
START TRANSACTION;
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
SELECT age FROM users WHERE id = 1; -- 读到 10（事务 A 还未提交）
-- 事务 A 提交后
SELECT age FROM users WHERE id = 1; -- 读到 20（不可重复读！）4.3 REPEATABLE READ（可重复读，MySQL 默认）
实现原理：
- 读操作：不加锁，使用 MVCC，读事务开始时的快照
- 写操作：加行锁（X 锁）+ Next-Key Lock（防止幻读）
解决的问题：
- 脏读
- 不可重复读：同一事务中，两次读取结果相同（因为读同一个快照）
问题：
- 幻读：同一事务中，两次查询返回的行数可能不同（但 MySQL 的 Next-Key Lock 在很大程度上避免了幻读）
示例：
-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT age FROM users WHERE id = 1; -- 读到 10
UPDATE users SET age = 20 WHERE id = 1;
COMMIT;
-- 事务 B（REPEATABLE READ）
START TRANSACTION;
SELECT age FROM users WHERE id = 1; -- 读到 10（可重复读！）
-- 即使事务 A 提交了，这里还是读到 10（因为读的是快照）4.4 SERIALIZABLE（串行化）
实现：
- 读操作：加共享锁（S 锁）
- 写操作：加排他锁（X 锁）
- 所有读操作都加锁，相当于串行执行
解决的问题：
- 脏读
- 不可重复读
- 幻读
问题：
- 性能最差！
五、MVCC（多版本并发控制）的原理
MVCC 是 MySQL InnoDB 实现 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 的核心机制。
5.1 什么是 MVCC？
MVCC 的核心思想是：为每行数据保存多个版本（快照），读操作读快照，写操作写新版本。
数据行：
+----+-----+----------+----------+
| id | age | create_version | delete_version |
+----+-----+----------+----------+
| 1 | 10 | 100 | NULL |
+----+-----+----------+----------+
事务 A（version = 100）：
SELECT * FROM users WHERE id = 1; -- 读到 age = 10
事务 B（version = 101）：
UPDATE users SET age = 20 WHERE id = 1;
-- 插入新版本：
INSERT INTO users VALUES (1, 20, 101, NULL);
-- 标记旧版本为已删除：
UPDATE users SET delete_version = 101 WHERE id = 1 AND create_version = 100;
事务 A（version = 100）：
SELECT * FROM users WHERE id = 1; -- 还是读到 age = 10（读快照！）5.2 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 的区别
| 隔离级别 | 快照创建时机 | 效果 |
|---|---|---|
| READ COMMITTED | 每次读操作时创建新快照 | 能读到已提交的最新数据 |
| REPEATABLE READ | 事务开始时创建快照，事务期间都用这个快照 | 读到的数据始终一致 |
六、Next-Key Lock（临键锁）的原理
Next-Key Lock 是 MySQL InnoDB 防止幻读的机制。
6.1 什么是幻读？
事务 A：
START TRANSACTION;
SELECT * FROM users WHERE age > 10; -- 返回 2 行
-- 此时，事务 B 插入了一条 age = 20 的记录，并提交
SELECT * FROM users WHERE age > 10; -- 返回 3 行（幻读！）6.2 Next-Key Lock 如何防止幻读？
Next-Key Lock = 记录锁（Record Lock）+ 间隙锁（Gap Lock）
索引：1, 5, 10, 15, 20
Next-Key Lock 锁住：
- 记录本身（Record Lock）
- 记录之前的间隙（Gap Lock）
比如：SELECT * FROM users WHERE age > 10 FOR UPDATE;
会锁住：
- age = 15 的记录
- age = 20 的记录
- age > 20 的间隙
这样，其他事务就无法插入 age > 10 的记录，从而防止了幻读！七、扩展点总结
在这篇文章中，我们提到了以下几个扩展点：
| 扩展点 | 场景 | 如何扩展 |
|---|---|---|
| 严格校验已有事务的隔离级别 | 你想让隔离级别必须一致 | 设置 validateExistingTransaction = true |
| 自定义隔离级别设置逻辑 | 你想用其他方式设置隔离级别 | 继承 DataSourceTransactionManager，重写 doBegin() 方法 |
| 使用 READ_ONLY hint | 你想优化只读事务 | 在事务定义中设置 readOnly = true |
| 选择适合的隔离级别 | 平衡性能与一致性 | 根据业务需求选择（参看前面的表格） |
八、小结与伏笔
好了，到这里，我们已经把事务隔离级别的"神秘面纱"揭开了。
让我们来回顾一下整个流程：
- 当调用一个事务方法时，
TransactionInterceptor.invoke()会被调用 invoke()方法调用了TransactionAspectSupport.invokeWithinTransaction()方法invokeWithinTransaction()方法调用了createTransactionIfNecessary()方法createTransactionIfNecessary()方法调用了getTransaction()方法getTransaction()方法调用了doBegin()方法（如果新建事务）doBegin()方法调用了DataSourceUtils.prepareConnectionForTransaction()方法prepareConnectionForTransaction()方法调用了con.setTransactionIsolation()方法- 这就是 Spring 设置隔离级别的地方！
🔮 伏笔：连接是如何被"绑定"到当前线程的？
你可能会注意到，doBegin() 方法中有一行：
TransactionSynchronizationManager.bindResource(obtainDataSource(), txObject.getConnectionHolder());这行代码是做什么的？
- 连接是如何被"绑定"到当前线程的？
- 后续的操作是如何获取到这个连接的？
- MyBatis 执行 SQL 时，是如何获取到这个连接的？
这些问题，我们会在下一篇文章（系列一第5篇：事务管理器的设计哲学）中继续讲解。
下一篇预告：《Spring 事务（五）：事务管理器的设计哲学》
在这篇文章中，我们会讲解：
PlatformTransactionManager接口的设计哲学DataSourceTransactionManager的源码实现- 事务资源的绑定与传递机制
- 如何自定义事务管理器
写在最后：这篇文章比较长，但我觉得值得。因为只有当理解了事务隔离级别的原理，你才能真正理解 Spring 事务的工作原理。如果你有什么疑问，欢迎留言讨论！