今天我们来聊聊 MySQL 中与并发相关的一些问题。作为一名资深 Python 开发工程师，我觉得这些问题不仅关乎数据库的稳定性和数据的一致性，更与我们的代码实现和业务逻辑密切相关。
尤其是在高并发环境下，如何保证数据的一致性，如何防止脏读、不可重复读和幻读等问题，真的是每个程序员都必须知道的内容。今天就通过一些简单的代码示例和场景说明，让大家更加直观地理解这些问题。
首先，我们知道 MySQL 服务端支持多个客户端同时连接，这就意味着 MySQL 会在多个事务并发执行时进行资源的竞争和调度。
而并发执行的事务中，如果没有妥善的控制，就可能会遇到一些数据一致性问题。常见的这些问题包括脏读（Dirty Read）、不可重复读（Non-repeatable Read）和幻读（Phantom Read）。那么，具体它们是怎么发生的呢？
脏读（Dirty Read）
脏读是指一个事务读到了另一个事务未提交的脏数据。如果事务 A 修改了数据，但事务 A 并没有提交，而事务 B 读取到了事务 A 修改后的数据，那就产生了脏读。如果事务 A 随后回滚了，那么事务 B 得到的数据就是无效的。这种现象就叫做脏读。
举个例子，假设我们有两个事务 A 和 B，事务 A 从数据库中读取了小林的余额数据，然后进行了一次修改，但没有提交。与此同时，事务 B 也读取了小林的余额数据，这时事务 B 看到的余额已经是事务 A 修改后的数据了，即便事务 A 最终回滚了。
-- 事务 A
START TRANSACTION;
UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE name = '小林';
-- 事务 A 没有提交
-- 事务 B
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM account WHERE name = '小林'; -- 读到了事务 A 更新后的数据
-- 事务 B 没有更新数据，但可能会被脏数据影响
如果事务 A 最后执行回滚，那么事务 B 得到的数据就是过期数据，这就属于脏读。
如何避免脏读？
可以通过设置事务隔离级别来避免脏读，常用的隔离级别是 READ COMMITTED。在这个隔离级别下，事务 B 不会读取未提交的数据，从而避免了脏读的发生。
不可重复读（Non-repeatable Read）
不可重复读是指在同一个事务中，多次读取同一数据时，如果中间有其他事务修改了数据，就会导致前后两次读取的结果不一致。
举个简单的例子，事务 A 从数据库中读取了小林的余额数据并进行了一些处理，接着事务 B 修改了余额并提交了。等事务 A 再次读取余额时，看到的数据就和第一次不一样了，这就是不可重复读。
-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM account WHERE name = '小林'; -- 读到 1000 元
-- 假设事务 A 在处理中
-- 事务 B
START TRANSACTION;
UPDATE account SET balance = balance + 500 WHERE name = '小林'; -- 修改余额
COMMIT;
-- 事务 A 再次读取
SELECT balance FROM account WHERE name = '小林'; -- 读到 1500 元
在上面的代码中，事务 A 在第一次读取时读到的是 1000 元，而在第二次读取时，却读到了 1500 元。造成这种现象的原因是事务 B 在事务 A 执行过程中对数据进行了修改，导致了数据不一致。
如何避免不可重复读？
可以通过使用更高的事务隔离级别来避免，比如 REPEATABLE READ。在这个隔离级别下，事务 A 不会因为其他事务的提交而看到不一致的数据。
幻读（Phantom Read）
幻读是指在同一个事务中，重复执行相同的查询时，查询结果的数量发生了变化。这种问题通常发生在对数据行进行插入、删除、更新等操作时。
如果在事务 A 查询某个条件下的记录时，事务 B 在事务 A 执行查询的过程中插入了符合条件的新记录，那么事务 A 进行第二次查询时就会看到额外的记录，从而产生幻读现象。
举个例子，假设事务 A 查询余额大于 100 万的所有账户，得到了 5 条记录，然后事务 B 插入了一条新的余额大于 100 万的记录，提交事务后，事务 A 再次查询时发现记录数量变成了 6 条。这样就出现了幻读。
-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT COUNT(*) FROM account WHERE balance > 1000000; -- 查询到 5 条记录
-- 假设事务 A 在处理中
-- 事务 B
START TRANSACTION;
INSERT INTO account (name, balance) VALUES ('小张', 2000000); -- 插入一条新记录
COMMIT;
-- 事务 A 再次查询
SELECT COUNT(*) FROM account WHERE balance > 1000000; -- 查询到 6 条记录
在这个例子中，事务 A 在第一次查询时得到了 5 条记录，而在第二次查询时却得到了 6 条记录，产生了幻读现象。
如何避免幻读？
为了避免幻读问题，可以使用 SERIALIZABLE 隔离级别，它会强制事务之间的互斥，确保在一个事务运行期间不会有其他事务修改或插入数据，从而避免了幻读。
如何在 MySQL 中设置隔离级别？
MySQL 提供了不同的事务隔离级别，每种隔离级别可以有效地解决某些并发问题。常用的隔离级别有以下几种：
-
READ UNCOMMITTED：最低的隔离级别，允许脏读。
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READ COMMITTED：防止脏读，但允许不可重复读和幻读。
-
REPEATABLE READ：防止脏读和不可重复读，但允许幻读（MySQL 默认使用此级别）。
-
SERIALIZABLE：最高的隔离级别，防止所有并发问题，但性能可能较差。
我们可以通过以下语句来设置事务隔离级别：
-- 设置隔离级别
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
如果面试官问你：如何理解 MySQL 的事务隔离级别？
你的回答：
MySQL 提供了四种常见的事务隔离级别，每个级别的作用和影响如下：
-
READ UNCOMMITTED：事务可以读取其他事务未提交的数据，可能出现脏读、不可重复读和幻读问题。
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READ COMMITTED：事务只能读取已提交的数据，避免了脏读问题，但仍可能发生不可重复读和幻读。
-
REPEATABLE READ：事务在整个生命周期内读取的数据是固定的，避免了脏读和不可重复读问题，但在 MySQL 中，仍然可能出现幻读。
-
SERIALIZABLE：事务完全串行化，避免了脏读、不可重复读和幻读问题，但会大幅影响性能。
在实际开发中，根据业务的需求选择合适的事务隔离级别非常重要。例如，如果对数据一致性要求非常高，可以选择 SERIALIZABLE，但如果对性能要求较高，可能会选择 REPEATABLE READ 或 READ COMMITTED。
