面试被吊打系列 - 事务隔离级别
小张兴冲冲去面试，结果被面试官吊打！
小张：面试官，你好。我是来参加面试的。
面试官：你好，小张。我看了你的简历，精通MySQL数据库。那你肯定知道事务吧，你能说说事务有哪些特性吗？
小张：一个事务有4个特性，即ACID。
- 原子性（Atomicity）： 事务开始后的所有操作，要么全部成功要么全部失败。
- 一致性（Consistency）： 事务开始前后数据库的完整性约束没有被破坏，比如：A向B转钱，不可能出现A扣了钱，B没收到钱。
- 隔离性（Isolation）：多个事务并发访问时，事务之间是隔离的。
- 持久性（Durability）：事务完成后，事务对数据库的操作被保存在了数据库，不能回滚。
面试官：嗯，答的很对。那你说说事务有哪几种隔离级别呢？
小张：事务隔离级别从高到低有四种隔离级别，分别是：串行化（SERIALIZABLE） 、可重复读（REPEATABLE READ）、读提交（READ COMMITTED）、读未提交（READ UNCOMMITTED）。
面试官：嗯嗯，那你能说说这四种隔离级别分别会造成什么问题吗？
（小张窃喜，我就知道你要这么问，还好我平时关注了 ‘ JAVA日知录 ’ 的公众号）
小张：好的，面试官。
如果数据库采用读未提交（READ UNCOMMITTED）这种隔离级别，会造成脏读。事务还没提交别人就能看到，这样就不能保证你读取到的数据是最终的数据，万一别人把事务回滚了，那就出现了脏数据问题。
读提交（READ COMMITTED）是指一个事务只能读取到其他事务已经提交了的数据，这样就不会出现脏读的问题，但是它会带来不可重复读的问题。比如 A事务 将一个人的姓名从张三改成李四，B事务在A事务提交之前读取到的是张三，但是在A事务提交之后就变成了李四。
可重复读（REPEATABLE READ）：可重复读是为了解决READ COMMITTED带来的不可重复读问题，指的是事务不会读取到其他事务对已有数据的修改，即使数据已经提交了。也就是说事务开始读取到的是什么，在事务提交之前的任意时刻，这些数据都一样。虽然解决了不可重复读问题，但是他又会带来幻读的问题。比如A事务将张三修改成李四，B事务再插入一个名叫李四的用户，此时事务A再查找名叫李四的用户会发现多了一条，出现了2个李四，这就是幻读。
串行化（SERIALIZABLE）：解决了上面出现的所有问题，但是它效率最差，它将事务的执行变成顺序执行了。
面试官：回答的不错，那你知道MySQL的默认隔离级别是什么吗？
小张：Mysql默认的隔离级别是REPEATABLE READ，Oracle则采用的是READ COMMITTED。
面试官：但是我们使用MySQL的时候并没有出现幻读啊，怎么解决的？
小张擦了擦汗，开始有点紧张了：额，InnoDB主要是利用锁来解决幻读问题的。
面试官：对，是采用了锁，那么具体怎么实现的呢？
小张：我...我突然有点事，我先回去了。
面试官：要了解InnoDB怎么解决幻读得先知道InnoDB有哪几种锁。
- Record Lock：单个行记录上的锁
- Gap Lock：间隙锁，锁定一个范围，而非记录本身，遵循左开右闭原则
- Next-Key Lock：结合Gap Lock和Record Lock，锁定一个范围，并且锁定记录本身。主要解决的问题是REPEATABLE READ隔离级别下的幻读。
注意，如果走唯一索引，那么Next-Key Lock会降级为Record Lock，即仅锁住索引本身，而不是范围。也就是说Next-Key Lock前置条件为事务隔离级别为RR且查询的索引走的非唯一索引、主键索引。
下面我们通过具体的例子来模拟上面出现的幻读问题：
CREATE TABLE T (id int ,name varchar(50),f_id int,PRIMARY KEY (id), KEY(f_id)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
insert into T SELECT 1,'张三',10;
insert into T SELECT 2,'李四',30;
InnoDB在数据库中会为索引维护一套B+树，用来快速定位行记录。B+索引树是有序的，所以会把这张表的索引分割成几个区间。
事务A执行如下语句，需要将张三修改成李四。
select * from t;
update t set name = '李四' where f_id = 10;
这时SQL语句走非唯一索引，因此使用 Next-Key Lock加锁，不仅会给f_10=10的行加上行锁，而且还会给这条记录的两边添加上间隙锁，即(-∞,10]、(10,30]这2个区间都加了间隙锁。
此时如果B事务要执行如下语句，都会报错 [Err] 1205 - Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
INSERT INTO T SELECT 3,'王五'，10; -- 满足行锁，执行阻塞
INSERT INTO T SELECT 4,'赵六'，8; -- 满足间隙锁，执行阻塞
INSERT INTO T SELECT 5,'孙七'，18; -- 满足间隙锁，执行阻塞
不仅插入 f_id = 10 的记录需要等待事务A提交，f_id <10、10< f_id <30 的记录也无法完成，而大于等于30的记录则不受影响，这足以解决幻读问题了。
刚刚讲的是f_id 是索引列的情况，那么如果 f_id不是索引列会怎么样呢？
这时候数据库会为整个表加上间隙锁。所以，如果是没有索引的话，不管 f_id 是否大于等于30，都要等待事务A提交才可以成功插入。
面试官：好了，各位看官朋友们，事务的隔离级别这个面试点你们清楚了吗？希望你们的面试不会被这个问题难倒哟~
小张：学到了学到了，我下次再来。（赶紧回去把简历上的精通数据库给删掉。）
