一、背景介紹

經(jīng)常有面試官提出這么一個(gè)問(wèn)題：什么是臟讀、幻讀和不可重復(fù)讀？

關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，我們還得從數(shù)據(jù)庫(kù)的管理系統(tǒng)說(shuō)起，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)在寫(xiě)入或者更新數(shù)據(jù)的過(guò)程中，為了保證數(shù)據(jù)是正確可靠的，需要滿(mǎn)足四個(gè)特性：原子性、一致性、隔離性和持久性，簡(jiǎn)稱(chēng) ACID ！

• Atomicity（原子性）：一個(gè)事務(wù)（transaction）中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不會(huì)結(jié)束在中間某個(gè)環(huán)節(jié)。事務(wù)在執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，能被恢復(fù)（Rollback）到事務(wù)開(kāi)始前的狀態(tài)，就像這個(gè)事務(wù)從來(lái)沒(méi)有執(zhí)行過(guò)一樣。
• Consistency（一致性）：在事務(wù)開(kāi)始之前和事務(wù)結(jié)束以后，數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性沒(méi)有被破壞。這表示寫(xiě)入之前和寫(xiě)入之后的數(shù)據(jù)必須完全符合預(yù)期設(shè)定的結(jié)果。
• Isolation（隔離性）：數(shù)據(jù)庫(kù)允許多個(gè)并發(fā)事務(wù)同時(shí)對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)和修改的能力，隔離性可以防止多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)由于交叉執(zhí)行而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致。事務(wù)隔離分為不同級(jí)別，包括讀未提交（Read uncommitted）、讀提交（read committed）、可重復(fù)讀（repeatable read）和串行化（Serializable）。
• Durability（持久性）：事務(wù)處理結(jié)束后，對(duì)數(shù)據(jù)的修改就是永久的，即便系統(tǒng)故障也不會(huì)丟失。

例如以銀行轉(zhuǎn)賬為例，從原賬戶(hù)扣除金額，以及向目標(biāo)賬戶(hù)添加金額，這兩個(gè)階段的操作，被視為一個(gè)完整的邏輯過(guò)程，不可拆分，簡(jiǎn)單的說(shuō)，要么全部成功，要么全部失??！這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為一個(gè)事務(wù)，具有 ACID 四個(gè)特點(diǎn)！

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

我們都知道，當(dāng)下主流的數(shù)據(jù)庫(kù)，都支持多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行，當(dāng)一個(gè)事務(wù)在寫(xiě)入數(shù)據(jù)，另一個(gè)事務(wù)也要讀這條數(shù)據(jù)，會(huì)出現(xiàn)哪些問(wèn)題？當(dāng)一個(gè)事務(wù)在寫(xiě)入數(shù)據(jù)，另一個(gè)事務(wù)也要寫(xiě)入這條數(shù)據(jù)，又會(huì)發(fā)生什么哪些問(wèn)題？

當(dāng)多個(gè)事務(wù)并發(fā)處理同一條數(shù)據(jù)時(shí)，如果事務(wù)隔離性不合理，就會(huì)產(chǎn)生我們今天要介紹的內(nèi)容，具體的說(shuō)就是：臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀！

在事務(wù)的四個(gè)特性里面，其中隔離性總共分為四種級(jí)別：由低到高依次為 Read uncommitted 、Read committed 、Repeatable read 、Serializable ，這四個(gè)級(jí)別可以逐個(gè)解決臟讀 、不可重復(fù)讀 、幻讀等這幾類(lèi)問(wèn)題。

• read uncommitted：俗稱(chēng)讀未提交，指的是一個(gè)事務(wù)還沒(méi)提交時(shí)，它做的變更就能被別的事務(wù)看到。
• Read committed：俗稱(chēng)讀提交，指的是一個(gè)事務(wù)提交之后，它做的變更才會(huì)被其他事務(wù)看到。
• Repeatable read：俗稱(chēng)可重復(fù)讀，指的是一個(gè)事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中看到的數(shù)據(jù)，總是跟這個(gè)事務(wù)在啟動(dòng)時(shí)看到的數(shù)據(jù)是一致的，同時(shí)當(dāng)其他事務(wù)在未提交時(shí)，變更是不可見(jiàn)的。
• Serializable：俗稱(chēng)串行化，顧名思義就是對(duì)于同一行記錄，“寫(xiě)”會(huì)加“寫(xiě)鎖”，“讀”會(huì)加“讀鎖”。當(dāng)出現(xiàn)讀寫(xiě)鎖沖突的時(shí)候，后訪問(wèn)的事務(wù)必須等前一個(gè)事務(wù)執(zhí)行完成，才能繼續(xù)執(zhí)行。

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

二、場(chǎng)景分析

2.1、臟讀

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

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

從結(jié)果上看，事務(wù) A 讀出了一條不存在的數(shù)據(jù)，這個(gè)問(wèn)題比較很?chē)?yán)重！

當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)隔離級(jí)別為讀未提交，就會(huì)發(fā)生臟讀現(xiàn)象！

2.2、不可重復(fù)讀

不可重復(fù)讀，指的是在一個(gè)事務(wù)內(nèi)，最開(kāi)始讀到的數(shù)據(jù)和事務(wù)結(jié)束前的任意時(shí)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(wù) A 兩次讀取同一數(shù)據(jù)，第一次讀取結(jié)果為 1，當(dāng)事務(wù) B 修改了數(shù)據(jù)并提交，此時(shí)的事務(wù) A 第二次讀取結(jié)果為 2，兩次讀取結(jié)果不一致！

當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)隔離級(jí)別為讀未提交、讀提交時(shí)，就會(huì)發(fā)生不可重復(fù)讀現(xiàn)象！

2.3、幻讀

幻讀和不可重復(fù)讀，有點(diǎn)類(lèi)似，但是表達(dá)的側(cè)重點(diǎn)不一樣。

例如事務(wù) A 對(duì)一個(gè)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，這種修改涉及到表中的全部數(shù)據(jù)行。此時(shí)，突然事務(wù) B 插入了一條數(shù)據(jù)并提交了，當(dāng)事務(wù) 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(jué)好像產(chǎn)生了幻覺(jué)一樣。這就是幻讀！

圖片

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

當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)隔離級(jí)別為讀未提交、讀提交、可重復(fù)讀時(shí)，就會(huì)發(fā)生幻讀現(xiàn)象！

三、如何解決

為了解決上述問(wèn)題，數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)鎖機(jī)制來(lái)解決并發(fā)訪問(wèn)的問(wèn)題。

以 Mysql 為例，根據(jù)鎖定對(duì)象不同，分為：行級(jí)鎖和表級(jí)鎖；根據(jù)并發(fā)事務(wù)鎖定的關(guān)系上看，分為：共享鎖定和獨(dú)占鎖定。

共享鎖定會(huì)防止獨(dú)占鎖定，但允許其他的共享鎖定；而獨(dú)占鎖定既防止共享鎖定也能防止其他獨(dú)占鎖定；為了更改數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)在進(jìn)行更改的行上施加了行級(jí)獨(dú)占鎖定，insert、update、delete和selsct for update語(yǔ)句都會(huì)隱式采用必要的行鎖定，當(dāng)沖突加劇，會(huì)上升到表級(jí)鎖定，此時(shí)會(huì)影響到其他表的訪問(wèn)操作。

直接使用鎖機(jī)制管理是很復(fù)雜的，基于鎖機(jī)制，數(shù)據(jù)庫(kù)給用戶(hù)提供了不同的事務(wù)隔離級(jí)別，只要設(shè)置了事務(wù)隔離級(jí)別，數(shù)據(jù)庫(kù)就會(huì)分析事務(wù)中的 sql 語(yǔ)句然后自動(dòng)選擇合適的鎖，可以依次有效的解決臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀問(wèn)題！

圖片

整體的來(lái)說(shuō)，事務(wù)的隔離級(jí)別和數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)性是成反比的，隔離級(jí)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(fù)讀和幻讀，進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，如果有些地方描述不對(duì)，歡迎大家留言指出！

五、參考

1、https://baijiahao.baidu.com/s?id=1717095300761675602

2、https://blog.csdn.net/qq_41776884/article/details/81608777