解析MongoDB的并發(fā)控制和事務(wù)隔離級別:保證數(shù)據(jù)一致性
MongoDB 是一個高性能的文檔型數(shù)據(jù)庫,支持多維度的并發(fā)控制和事務(wù)隔離級別,以保證數(shù)據(jù)一致性。接下來,下面將詳細(xì)講解 MongoDB 的并發(fā)控制和事務(wù)隔離級別。
一、并發(fā)控制
MongoDB 采用了樂觀并發(fā)控制(Optimistic Concurrency Control)策略,即通過版本號控制并發(fā)讀寫。在每個文檔中,都會有一個隱藏字段 _version 存儲當(dāng)前版本號,在進行更新時會判斷該版本號是否與當(dāng)前版本對應(yīng)。若對應(yīng),則可以更新成功;否則,將拋出錯誤。這樣既避免了讀寫沖突,也保證了較好的性能。
同時,MongoDB 設(shè)置了多種鎖來控制并發(fā),如讀鎖和寫鎖等。在讀操作時,只需獲取讀鎖即可,而在寫操作時,需要獲取寫鎖。在獲取寫鎖時,如果該文檔正在被其他客戶端讀取或?qū)懭?,則會阻塞等待。這種策略可以有效地控制并發(fā),保證數(shù)據(jù)的一致性。
二、事務(wù)隔離級別
MongoDB 從4.0版本開始支持多文檔事務(wù)和 ACID 屬性(Atomicity、Consistency、Isolation、Durability),可通過設(shè)置事務(wù)隔離級別來保證數(shù)據(jù)的一致性。
MongoDB 支持四種事務(wù)隔離級別,分別是 read uncommitted(讀未提交)、read committed(讀已提交)、repeatable read(可重復(fù)讀)和 serializable(串行化)。
1、Read Uncommitted(讀未提交)
在該級別下,事務(wù)可以讀取到其他未提交的事務(wù)所做的更改。此級別最不保證數(shù)據(jù)的一致性。因此,此級別下只有查詢操作時可以使用多文檔事務(wù)。
2、Read Committed(讀已提交)
在該級別下,事務(wù)只能讀取到已經(jīng)提交事務(wù)所產(chǎn)生的更改。此級別是MongoDB的默認(rèn)隔離級別,支持讀/寫操作,并通過悲觀鎖機制來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)變更的控制。但是,在該級別下仍然存在某些問題,如臟讀和不可重復(fù)讀等。
3、Repeatable Read(可重復(fù)讀)
在該級別下,事務(wù)可以多次讀取相同的數(shù)據(jù),并始終讀到相同的結(jié)果。此級別下支持讀/寫操作,并通過樂觀并發(fā)控制來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)變更的控制。
4、Serializable(串行化)
在該級別下,所有事務(wù)都被串行執(zhí)行,并且每個事務(wù)鎖定它讀取的每個文檔。該級別可保證最高的數(shù)據(jù)一致性。此級別下支持讀/寫操作,但會對數(shù)據(jù)庫的并發(fā)性和性能產(chǎn)生影響,故不適合高并發(fā)的場景。
總的來說,MongoDB 的隔離級別提供了多種選擇,可根據(jù)應(yīng)用需求來選擇不同的隔離級別,以保證數(shù)據(jù)一致性和并發(fā)性。此外,在 MongoDB 4.2 及以上版本中,還支持分片事務(wù),可以在集群環(huán)境下執(zhí)行跨分片事務(wù),從而更好地支持大規(guī)模應(yīng)用的事務(wù)管理。
需要注意的是,MongoDB 提供的事務(wù)僅適用于單個數(shù)據(jù)庫實例,不適用于分布式系統(tǒng)。在分布式系統(tǒng)中,需要采用其他方式來實現(xiàn)分布式事務(wù)的隔離、提交和回滾等操作。