數(shù)據(jù)庫常用的事務隔離級別都有哪些?都是什么原理?
什么是事務隔離?
任何支持事務的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的正確性。
而事務的隔離性就是指,多個并發(fā)的事務同時訪問一個數(shù)據(jù)庫時,一個事務不應該被另一個事務所干擾,每個并發(fā)的事務間要相互進行隔離。
如果沒有事務隔離,會出現(xiàn)什么樣的情況呢?
假設我們現(xiàn)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(fā)生什么呢?
***天,事務A訪問了數(shù)據(jù)庫,它干了一件事情,往數(shù)據(jù)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(xiàn)“牛D”的名字。這就是“臟讀(dirty read)”。
第二天,事務A訪問了數(shù)據(jù)庫,他要查看ID是1的牛人的名字,于是執(zhí)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(zhí)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(shù)據(jù)庫,他想要看看數(shù)據(jù)庫的牛人都有哪些,于是執(zhí)行了
- select * from T;
這時候,事務B來了,往數(shù)據(jù)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(zhí)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(fā)生了什么?這種情況就叫“幻讀(phantom problem)”。
為了防止出現(xiàn)臟讀、不可重復讀、幻讀等情況,我們就需要根據(jù)我們的實際需求來設置數(shù)據(jù)庫的隔離級別。
數(shù)據(jù)庫都有哪些隔離級別呢?
一般的數(shù)據(jù)庫,都包括以下四種隔離級別:
- 讀未提交(Read Uncommitted)
- 讀提交(Read Committed)
- 可重復讀(Repeated Read)
- 串行化(Serializable)
如何使用這些隔離級別,那就需要根據(jù)業(yè)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(nèi)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(chǎn)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(jīng)提交了的內(nèi)容。
這是各種系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(fā)能力就相當?shù)牟睢?/p>
而“快照讀”就可以完成高并發(fā)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(shù)據(jù)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(chǎn)生的。
串行化(Serializable)
這是數(shù)據(jù)庫***的隔離級別,這種級別下,事務“串行化順序執(zhí)行”,也就是一個一個排隊執(zhí)行。
這種級別下,“臟讀”、“不可重復讀”、“幻讀”都可以被避免,但是執(zhí)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(xiàn)“臟讀”?因為沒有“select”操作沒有規(guī)矩。
為什么會出現(xiàn)“不可重復讀”?因為“update”操作沒有規(guī)矩。
為什么會出現(xiàn)“幻讀”?因為“insert”和“delete”操作沒有規(guī)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(xiàn)“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(xiàn)“臟讀”、“不可重復讀”,但是可能出現(xiàn)“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。