一、簡介

經(jīng)常有面試官提出這么一個問題：什么是臟讀、不可重復讀和幻讀?

關(guān)于這個問題，我們還得從數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)說起，當數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在寫入或者更新數(shù)據(jù)的過程中，為了保證數(shù)據(jù)是正確可靠的，需要滿足四個特性：原子性、一致性、隔離性和持久性，簡稱 ACID !

• Atomicity(原子性)：一個事務(transaction)中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不會結(jié)束在中間某個環(huán)節(jié)。事務在執(zhí)行過程中發(fā)生錯誤，能被恢復(Rollback)到事務開始前的狀態(tài)，就像這個事務從來沒有執(zhí)行過一樣。
• Consistency(一致性)：在事務開始之前和事務結(jié)束以后，數(shù)據(jù)庫的完整性沒有被破壞。這表示寫入之前和寫入之后的數(shù)據(jù)必須完全符合預期設定的結(jié)果。
• Isolation(隔離性)：數(shù)據(jù)庫允許多個并發(fā)事務同時對其數(shù)據(jù)進行讀寫和修改的能力，隔離性可以防止多個事務并發(fā)執(zhí)行時由于交叉執(zhí)行而導致數(shù)據(jù)的不一致。事務隔離分為不同級別，包括讀未提交(Read uncommitted)、讀提交(read committed)、可重復讀(repeatable read)和串行化(Serializable)。
• Durability(持久性)：事務處理結(jié)束后，對數(shù)據(jù)的修改就是永久的，即便系統(tǒng)故障也不會丟失。

例如以銀行轉(zhuǎn)賬為例，從原賬戶扣除金額，以及向目標賬戶添加金額，這兩個階段的操作，被視為一個完整的邏輯過程，不可拆分，簡單的說，要么全部成功，要么全部失敗!這個過程被稱為一個事務，具有 ACID 四個特點!

說了這么多，跟我們今天要說的臟讀、不可重復讀和幻讀有什么關(guān)系呢?

我們都知道，當下主流的數(shù)據(jù)庫，都支持多個事務并發(fā)執(zhí)行，當一個事務在寫入數(shù)據(jù)，另一個事務也要讀這條數(shù)據(jù)，會出現(xiàn)哪些問題?當一個事務在寫入數(shù)據(jù)，另一個事務也要寫入這條數(shù)據(jù)，又會發(fā)生什么哪些問題?

當多個事務并發(fā)處理同一條數(shù)據(jù)時，如果事務隔離性不合理，就會產(chǎn)生我們今天要介紹的內(nèi)容，具體的說就是：臟讀、不可重復讀和幻讀!

在事務的四個特性里面，其中隔離性總共分為四種級別：由低到高依次為 Read uncommitted 、Read committed 、Repeatable read 、Serializable ，這四個級別可以逐個解決臟讀 、不可重復讀 、幻讀等這幾類問題。

• read uncommitted：俗稱讀未提交，指的是一個事務還沒提交時，它做的變更就能被別的事務看到。
• Read committed：俗稱讀提交，指的是一個事務提交之后，它做的變更才會被其他事務看到。
• Repeatable read：俗稱可重復讀，指的是一個事務執(zhí)行過程中看到的數(shù)據(jù)，總是跟這個事務在啟動時看到的數(shù)據(jù)是一致的，同時當其他事務在未提交時，變更是不可見的。
• Serializable：俗稱串行化，顧名思義就是對于同一行記錄，“寫”會加“寫鎖”，“讀”會加“讀鎖”。當出現(xiàn)讀寫鎖沖突的時候，后訪問的事務必須等前一個事務執(zhí)行完成，才能繼續(xù)執(zhí)行。

不同的隔離級別，產(chǎn)生的結(jié)果是不一樣，下面我們一起來具體分析分析!

二、場景分析

2.1臟讀

所謂的臟讀，指的是讀到了其他事務未提交的數(shù)據(jù)，未提交意味著這些數(shù)據(jù)可能會保存到數(shù)據(jù)庫，也可能會回滾，不保存到數(shù)據(jù)庫。當這個數(shù)據(jù)發(fā)生了回滾，就意味著這個數(shù)據(jù)不存在，這就是臟讀!

臟讀最大的問題就是可能會讀到不存在的數(shù)據(jù)。比如在上圖中，事務 B 的更新數(shù)據(jù)被事務 A 讀取，但是事務 B 回滾了，更新數(shù)據(jù)全部還原。也就是說事務 A 剛剛讀到的數(shù)據(jù)并沒有存在于數(shù)據(jù)庫中。

從結(jié)果上看，事務 A 讀出了一條不存在的數(shù)據(jù)，這個問題比較很嚴重!

當數(shù)據(jù)庫的事務隔離級別為讀未提交，就會發(fā)生臟讀現(xiàn)象!

2.2不可重復讀

不可重復讀，指的是在一個事務內(nèi)，最開始讀到的數(shù)據(jù)和事務結(jié)束前的任意時刻讀到的同一批數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致的情況。

比如上圖，事務 A 兩次讀取同一數(shù)據(jù)，第一次讀取結(jié)果為 1，當事務 B 修改了數(shù)據(jù)并提交，此時的事務 A 第二次讀取結(jié)果為 2，兩次讀取結(jié)果不一致!

當數(shù)據(jù)庫的事務隔離級別為讀未提交、讀提交時，就會發(fā)生不可重復讀現(xiàn)象!

2.3幻讀

幻讀和不可重復讀，有點類似，但是表達的側(cè)重點不一樣。

例如事務 A 對一個表中的數(shù)據(jù)進行了修改，這種修改涉及到表中的全部數(shù)據(jù)行。此時，突然事務 B 插入了一條數(shù)據(jù)并提交了，當事務 A 提交了修改數(shù)據(jù)操作之后，再次讀取全部數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)還有一條數(shù)據(jù)未更新，給人感覺好像產(chǎn)生了幻覺一樣。這就是幻讀!

當有別的事務，在插入或者刪除同一條數(shù)據(jù)的時候，就容易產(chǎn)生幻讀的現(xiàn)象!

當數(shù)據(jù)庫的事務隔離級別為讀未提交、讀提交、可重復讀時，就會發(fā)生幻讀現(xiàn)象!

三、如何解決

為了解決上述問題，數(shù)據(jù)庫通過鎖機制來解決并發(fā)訪問的問題。

以 Mysql 為例，根據(jù)鎖定對象不同，分為：行級鎖和表級鎖;根據(jù)并發(fā)事務鎖定的關(guān)系上看，分為：共享鎖定和獨占鎖定。

共享鎖定會防止獨占鎖定，但允許其他的共享鎖定;而獨占鎖定既防止共享鎖定也能防止其他獨占鎖定;為了更改數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫在進行更改的行上施加了行級獨占鎖定，insert、update、delete和selsct for update語句都會隱式采用必要的行鎖定，當沖突加劇，會上升到表級鎖定，此時會影響到其他表的訪問操作。

直接使用鎖機制管理是很復雜的，基于鎖機制，數(shù)據(jù)庫給用戶提供了不同的事務隔離級別，只要設置了事務隔離級別，數(shù)據(jù)庫就會分析事務中的 sql 語句然后自動選擇合適的鎖，可以依次有效的解決臟讀、不可重復讀和幻讀問題!

整體的來說，事務的隔離級別和數(shù)據(jù)庫并發(fā)性是成反比的，隔離級別越高，并發(fā)性越低。

四、小結(jié)

本位主要圍繞什么是臟讀、不可重復讀和幻讀，進行了簡單的介紹，如果有些地方理解不到位，歡迎網(wǎng)友指出!

五、參考

1.程序員那點事 - 一文詳解臟讀、不可重復讀、幻讀

2.數(shù)據(jù)庫事務隔離級別