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踩坑必看!事務(wù)隔離級別選擇指南,避免數(shù)據(jù)庫操作的陷阱!

數(shù)據(jù)庫 其他數(shù)據(jù)庫
在數(shù)據(jù)庫中,事務(wù)隔離機制的實現(xiàn)基于鎖機制和并發(fā)調(diào)度。其中,并發(fā)調(diào)度使用的是MVVC(多版本并發(fā)控制),通過保存修改的舊版本信息來支持并發(fā)一致性讀和回滾等特性。這樣可以避免不同事務(wù)之間的互相干擾,確保數(shù)據(jù)的隔離性和一致性。

大家好,我是你們的小米,在這個陽光明媚的日子里給大家?guī)硪黄P(guān)于數(shù)據(jù)庫事務(wù)隔離級別的分享。作為數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的重要概念,事務(wù)隔離級別對于保障數(shù)據(jù)的一致性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。廢話不多說,讓我們一起深入了解吧!

四個核心特性

首先,讓我們先了解一下ACID,這是數(shù)據(jù)庫事務(wù)的四個核心特性。

ACID分別代表著原子性、一致性、隔離性和持久性。這四個特性是確保數(shù)據(jù)庫事務(wù)能夠可靠執(zhí)行的基石。

  • 原子性(Atomicity): 原子性要求事務(wù)中的操作要么全部執(zhí)行成功,要么全部回滾。為了實現(xiàn)原子性,數(shù)據(jù)庫采用了undo log(撤銷日志)和MVCC(多版本并發(fā)控制)機制。undo log記錄了事務(wù)執(zhí)行前的數(shù)據(jù)狀態(tài),用于在事務(wù)回滾時恢復(fù)數(shù)據(jù)。而MVCC通過保存修改的舊版本信息來支持并發(fā)一致性讀和回滾等特性。
  • 一致性(Consistency): 一致性是事務(wù)的最核心和最本質(zhì)的要求。它確保了事務(wù)在執(zhí)行前后數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)始終是一致的。當(dāng)事務(wù)執(zhí)行失敗時,數(shù)據(jù)庫會回滾到事務(wù)開始前的狀態(tài),保證數(shù)據(jù)的一致性。
  • 隔離性(Isolation): 隔離性是指多個并發(fā)事務(wù)之間的操作互不干擾。為了實現(xiàn)隔離性,數(shù)據(jù)庫使用了鎖和MVCC機制。鎖機制可以在事務(wù)對數(shù)據(jù)進行操作時進行加鎖,避免其他事務(wù)的干擾。而MVCC通過保存修改的舊版本信息來支持并發(fā)一致性讀和回滾等特性。
  • 持久性(Durability): 持久性要求事務(wù)提交后,對數(shù)據(jù)的修改要能夠永久保存在數(shù)據(jù)庫中,即使發(fā)生了故障也不能丟失。為了實現(xiàn)持久性,數(shù)據(jù)庫使用了redo log(重做日志)機制。redo log記錄了事務(wù)對數(shù)據(jù)的修改操作,當(dāng)數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障時,可以通過redo log重新執(zhí)行這些操作,恢復(fù)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫異常情況

現(xiàn)在,讓我們來看看在事務(wù)隔離的過程中,可能會遇到的一些問題。

  • 臟讀: 臟讀指的是一個事務(wù)讀取了另一個未提交事務(wù)的數(shù)據(jù)。例如,事務(wù)A讀取了事務(wù)B正在修改但尚未提交的數(shù)據(jù),如果事務(wù)B最終回滾,那么事務(wù)A讀取到的數(shù)據(jù)就是無效的。這種情況下,臟讀就可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致性。
  • 不可重復(fù)讀: 不可重復(fù)讀是指在同一個事務(wù)中,多次讀取同一數(shù)據(jù),但在讀取過程中其他事務(wù)對該數(shù)據(jù)進行了修改,導(dǎo)致前后讀取的數(shù)據(jù)不一致。這種情況下,事務(wù)在讀取期間可能會發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不一致性,從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)邏輯出現(xiàn)問題。
  • 幻讀: 幻讀是指在同一個事務(wù)中,多次執(zhí)行相同的查詢,但在查詢過程中其他事務(wù)對數(shù)據(jù)進行了插入或刪除操作,導(dǎo)致前后查詢的結(jié)果不一致。這種情況下,事務(wù)可能會發(fā)現(xiàn)新增或刪除了一些數(shù)據(jù),從而導(dǎo)致查詢結(jié)果的不一致性。

為了解決上述問題,數(shù)據(jù)庫定義了不同的事務(wù)隔離級別。

四個事務(wù)隔離級別

  • 讀未提交(Read Uncommitted):這是最低級別的事務(wù)隔離級別,也是最寬松的。在該級別下,一個事務(wù)可以讀取到其他事務(wù)尚未提交的數(shù)據(jù)(臟讀),這可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致性。在并發(fā)環(huán)境下,如果一個事務(wù)讀取了另一個事務(wù)正在修改但尚未提交的數(shù)據(jù),而后者回滾了,那么前者讀取的數(shù)據(jù)就是無效的。
  • 讀已提交(Read Committed): 讀已提交級別要嚴(yán)格一些,它確保一個事務(wù)只能讀取到已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)。這避免了臟讀問題,但仍然可能導(dǎo)致不可重復(fù)讀和幻讀。不可重復(fù)讀是指一個事務(wù)在讀取某個數(shù)據(jù)時,另一個事務(wù)修改了該數(shù)據(jù),導(dǎo)致前一個事務(wù)兩次讀取的結(jié)果不一致?;米x是指一個事務(wù)在讀取某個條件下的數(shù)據(jù)時,另一個事務(wù)插入了符合該條件的新數(shù)據(jù),導(dǎo)致前一個事務(wù)重新讀取時得到不同的結(jié)果。
  • 可重復(fù)讀(Repeatable Read):可重復(fù)讀級別進一步提高了隔離程度。在該級別下,一個事務(wù)在執(zhí)行期間多次讀取同一數(shù)據(jù),將得到一致的結(jié)果??芍貜?fù)讀級別通過使用鎖機制或MVCC來避免不可重復(fù)讀問題,但仍然可能存在幻讀。
  • 串行化(Serializable): 串行化級別是最高級別的事務(wù)隔離級別,它通過對事務(wù)進行串行執(zhí)行來避免并發(fā)問題。在串行化級別下,每個事務(wù)都會依次執(zhí)行,不會出現(xiàn)并發(fā)讀寫問題。然而,串行化級別的代價是性能的降低,因為事務(wù)需要等待其他事務(wù)執(zhí)行完畢。

不同的事務(wù)隔離級別在隔離程度和性能之間存在一種權(quán)衡。一般來說,隔離級別越高,數(shù)據(jù)的一致性越好,但性能可能會受到影響。因此,在選擇事務(wù)隔離級別時,我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求進行權(quán)衡和選擇。

除了上述四個標(biāo)準(zhǔn)的事務(wù)隔離級別,不同數(shù)據(jù)庫還可能支持其他級別或自定義級別。例如,一些數(shù)據(jù)庫支持快照隔離級別,通過讀取數(shù)據(jù)庫快照來實現(xiàn)高度的隔離性和一致性。同時,一些數(shù)據(jù)庫也允許開發(fā)者自定義事務(wù)隔離級別,以滿足特定的業(yè)務(wù)需求。

總結(jié)

在數(shù)據(jù)庫中,事務(wù)隔離機制的實現(xiàn)基于鎖機制和并發(fā)調(diào)度。其中,并發(fā)調(diào)度使用的是MVVC(多版本并發(fā)控制),通過保存修改的舊版本信息來支持并發(fā)一致性讀和回滾等特性。這樣可以避免不同事務(wù)之間的互相干擾,確保數(shù)據(jù)的隔離性和一致性。

最后,你要知道的是,隔離級別越低,事務(wù)請求的鎖越少,所以大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的隔離級別都是READ-COMMITTED(讀取提交內(nèi)容)。但是你要知道的是,InnoDB存儲引擎默認(rèn)使用REPEATABLE-READ(可重復(fù)讀),并不會有任何性能損失。

END

通過今天的分享,相信大家對數(shù)據(jù)庫事務(wù)隔離級別有了更深入的了解。在開發(fā)和管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時,選擇合適的事務(wù)隔離級別是確保數(shù)據(jù)安全和一致性的關(guān)鍵。

責(zé)任編輯:武曉燕 來源: 今日頭條
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