如何理解數據庫常用的事務隔離級別及其原理是什么

這篇文章將為大家詳細講解有關如何理解數據庫常用的事務隔離級別及其原理是什么，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

 什么是事務隔離?

任何支持事務的數據庫，都必須具備四個特性，分別是：原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔離性(Isolation)、持久性(Durability)，也就是我們常說的事務ACID，這樣才能保證事務((Transaction)中數據的正確性。

 

而事務的隔離性就是指，多個并發的事務同時訪問一個數據庫時，一個事務不應該被另一個事務所干擾，每個并發的事務間要相互進行隔離。

如果沒有事務隔離，會出現什么樣的情況呢?

假設我們現在有這樣一張表(T)，里面記錄了很多牛人的名字，我們不進行事務的隔離看看會發生什么呢?

 

***天，事務A訪問了數據庫，它干了一件事情，往數據庫里加上了新來的牛人的名字，但是沒有提交事務。

insert into T values (4, '牛D');

這時，來了另一個事務B，他要查詢所有牛人的名字。

select Name from T;

這時，如果沒有事務之間沒有有效隔離，那么事務B返回的結果中就會出現“牛D”的名字。這就是“臟讀(dirty read)”。

第二天，事務A訪問了數據庫，他要查看ID是1的牛人的名字，于是執行了

select Name from T where ID = 1;

這時，事務B來了，因為ID是1的牛人改名字了，所以要更新一下，然后提交了事務。

update T set Name = '不牛' where ID = 1;

接著，事務A還想再看看ID是1的牛人的名字，于是又執行了

select Name from T where ID = 1;

結果，兩次讀出來的ID是1的牛人名字竟然不相同，這就是不可重復讀(unrepeatable read)。

 

第三天，事務A訪問了數據庫，他想要看看數據庫的牛人都有哪些，于是執行了

select * from T;

這時候，事務B來了，往數據庫加入了一個新的牛人。

insert into T values(4, '牛D');

這時候，事務A忘了剛才的牛人都有哪些了，于是又執行了。

select * from T;

結果，***次有三個牛人，第二次有四個牛人。

相信這個時候事務A就蒙了，剛才發生了什么?這種情況就叫“幻讀(phantom problem)”。

 

為了防止出現臟讀、不可重復讀、幻讀等情況，我們就需要根據我們的實際需求來設置數據庫的隔離級別。

數據庫都有哪些隔離級別呢?

一般的數據庫，都包括以下四種隔離級別：

1. 鴻蒙官方戰略合作共建——HarmonyOS技術社區

2. 讀未提交(Read Uncommitted)

3. 讀提交(Read Committed)

4. 可重復讀(Repeated Read)

5. 串行化(Serializable)

如何使用這些隔離級別，那就需要根據業務的實際情況來進行判斷了。

我們接下來就看看這四個隔離級別的具體情況

讀未提交(Read Uncommitted)

讀未提交，顧名思義，就是可以讀到未提交的內容。

因此，在這種隔離級別下，查詢是不會加鎖的，也由于查詢的不加鎖，所以這種隔離級別的一致性是最差的，可能會產生“臟讀”、“不可重復讀”、“幻讀”。

如無特殊情況，基本是不會使用這種隔離級別的。

讀提交(Read Committed)

讀提交，顧名思義，就是只能讀到已經提交了的內容。

這是各種系統中最常用的一種隔離級別，也是SQL  Server和Oracle的默認隔離級別。這種隔離級別能夠有效的避免臟讀，但除非在查詢中顯示的加鎖，如：

select * from T where ID=2 lock in share mode;  select * from T where ID=2 for update;

不然，普通的查詢是不會加鎖的。

那為什么“讀提交”同“讀未提交”一樣，都沒有查詢加鎖，但是卻能夠避免臟讀呢?

這就要說道另一個機制“快照(snapshot)”，而這種既能保證一致性又不加鎖的讀也被稱為“快照讀(Snapshot Read)”

 

假設沒有“快照讀”，那么當一個更新的事務沒有提交時，另一個對更新數據進行查詢的事務會因為無法查詢而被阻塞，這種情況下，并發能力就相當的差。

而“快照讀”就可以完成高并發的查詢，不過，“讀提交”只能避免“臟讀”，并不能避免“不可重復讀”和“幻讀”。

可重復讀(Repeated Read)

可重復讀，顧名思義，就是專門針對“不可重復讀”這種情況而制定的隔離級別，自然，它就可以有效的避免“不可重復讀”。而它也是MySql的默認隔離級別。

在這個級別下，普通的查詢同樣是使用的“快照讀”，但是，和“讀提交”不同的是，當事務啟動時，就不允許進行“修改操作(Update)”了，而“不可重復讀”恰恰是因為兩次讀取之間進行了數據的修改，因此，“可重復讀”能夠有效的避免“不可重復讀”，但卻避免不了“幻讀”，因為幻讀是由于“插入或者刪除操作(Insert  or Delete)”而產生的。

串行化(Serializable)

這是數據庫***的隔離級別，這種級別下，事務“串行化順序執行”，也就是一個一個排隊執行。

這種級別下，“臟讀”、“不可重復讀”、“幻讀”都可以被避免，但是執行效率奇差，性能開銷也***，所以基本沒人會用。

總結一下

為什么會出現“臟讀”?因為沒有“select”操作沒有規矩。

為什么會出現“不可重復讀”?因為“update”操作沒有規矩。

為什么會出現“幻讀”?因為“insert”和“delete”操作沒有規矩。

“讀未提(Read Uncommitted)”能預防啥?啥都預防不了。

“讀提交(Read Committed)”能預防啥?使用“快照讀(Snapshot  Read)”，避免“臟讀”，但是可能出現“不可重復讀”和“幻讀”。

“可重復讀(Repeated Red)”能預防啥?使用“快照讀(Snapshot  Read)”，鎖住被讀取記錄，避免出現“臟讀”、“不可重復讀”，但是可能出現“幻讀”。

“串行化(Serializable)”能預防啥?排排坐，吃果果，有效避免“臟讀”、“不可重復讀”、“幻讀”，不過效果誰用誰知道。

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