数据库事物特性和隔离级别
数据库事物特性和隔离级别
yiqifendou 发表于1年前
数据库事物特性和隔离级别
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事务(transaction)是数据库管理系统的执行单位,可以是一个数据库操作(如Select操作)或者是一组操作序列。事务ACID属性,即原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability)。

原子性:保证事务中的所有操作全部执行或全部不执行。例如执行转账事务,要么转账成功,要么失败。成功,则金额从转出帐户转入到目的帐户,并且两个帐户金额将发生相应的变化;失败,则两个账户的金额都不变。不会出现转出帐户扣了钱,而目的帐户没有收到钱的情况。

一致性:保证数据库始终保持数据的一致性——事务操作之前是一致的,事务操作之后也是一致的,不管事务成功与否。如上面的例子,转账之前和之后数据库都保持数据上的一致性。 隔 离性:多个事务并发执行的话,结果应该与多个事务串行执行效果是一样的。显然最简单的隔离就是将所有事务都串行执行:先来先执行,一个事务执行完了才允许 执行下一个。但这样数据库的效率低下,如:两个不同的事务只是读取同一批数据,这样完全可以并发进行。为了控制并发执行的效果就有了不同的隔离级别。下面 将详细介绍。

持久性:持久性表示事物操作完成之后,对数据库的影响是持久的,即使数据库因故障而受到破坏,数据库也应该能够恢复。通常的实现方式是采用日志。

事务隔离级别(transaction isolation levels):隔离级别就是对对事务并发控制的等级。ANSI/ ISO SQL将其分为串行化(SERIALIZABLE)、可重复读(REPEATABLE READ)、读已提交(READ COMMITED)、读未提交(READ UNCOMMITED)四个等级。为了实现隔离级别通常数据库采用锁(Lock)。一般在编程的时候只需要设置隔离等级,至于具体采用什么锁则由数据库来设置。首先介绍四种等级,然后举例解释后面三个等级(可重复读、读已提交、读未提交)中会出现的并发问题

串行化(SERIALIZABLE):所有事务都一个接一个地串行执行,这样可以避免幻读(phantom reads)。对于基于锁来实现并发控制的数据库来说,串行化要求在执行范围查询(如选取年龄在10到30之间的用户)的时候,需要获取范围锁(range lock)。如果不是基于锁实现并发控制的数据库,则检查到有违反串行操作的事务时,需要滚回该事务。

可重复读(REPEATABLE READ):所有被Select获取的数据都不能被修改,这样就可以避免一个事务前后读取数据不一致的情况。但是却没有办法控制幻读,因为这个时候其他事务不能更改所选的数据,但是可以增加数据,因为前一个事务没有范围锁。

读已提交(READ COMMITED):被读取的数据可以被其他事务修改。这样就可能导致不可重复读。也就是说,事务的读取数据的时候获取读锁,但是读完之后立即释放(不需要等到事务结束),而写锁则是事务提交之后才释放。释放读锁之后,就可能被其他事物修改数据。该等级也是SQL Server默认的隔离等级。

读未提交(READ UNCOMMITED):这是最低的隔离等级,允许其他事务看到没有提交的数据。这种等级会导致脏读(Dirty Read)。

例子:下面考察后面三种隔离等级对应的并发问题。假设有两个事务。事务1执行查询1,然后事务2执行查询2,然后提交,接下来事务1中的查询1再执行一次。查询基于以下表进行:

users
id name age
1 Joe 20
2 Jill 25

可重复读(幻读,phantom reads) 一个事务中先后各执行一次同一个查询,但是返回的结果集却不一样。发生这种情况是因为在执行Select操作的时候没有获取范围锁(Range Lock),导致其他事务仍然可以插入新的数据。

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注意transaction 1对同一个查询语句(Query 1)执行了两次。 如果采用更高级别的隔离等级(即串行化)的话,那么前后两次查询应该返回同样的结果集。但是在可重复读隔离等级中却前后两次结果集不一样。但是为什么叫做可重复读等级呢?那是因为该等级解决了下面的不可重复读问题。 读已提交(不可重复读,Non-repeatable reads) 在采用锁来实现并发控制的数据库系统中,不可重复读是因为在执行Select操作的时候没有加读锁(read lock)。

输入图片说明

在这个例子当中,Transaction 2提交成功,所以Transaction 1第二次将获取一个不同的age 值.在SERIALIZABLE和REPEATABLE READ隔离级别中,数据库应该返回同一个值。而在READ COMMITTED和READ UNCOMMITTED级别中数据库返回更新的值。这样就出现了不可重复读。 读未提交 (脏读,dirty reads) 如果一个事务2读取了另一个事务1修改的值,但是最后事务1滚回了,那么事务2就读取了一个脏数据,这也就是所谓的脏读。发生这种情况就是允许事务读取未提交的更新。

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yiqifendou
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