数据库的4种隔离级别

  • 作者: 凯哥Java
  • mysql
  • 时间:2020-09-13 16:25
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简介 数据库事务的隔离级别有4种,由低到高分别为Readuncommitted、Readcommitted、Repeatableread、Serializable。而且,在事务的并发操作中可能会出现脏读,不可重复读,幻读。下面通过事例一一阐述它们的概念与联系。  脏读、不可重复读、幻象读概念说明:    脏读:指当一个事务正在访问数据,并且对数据进行了修改,而这种数据还没有提交到数据库中,这时,另外一个

数据库事务的隔离级别有4种,由低到高分别为Read uncommitted 、Read committed 、Repeatable read 、Serializable 。而且,在事务的并发操作中可能会出现脏读,不可重复读,幻读。下面通过事例一一阐述它们的概念与联系。

  脏读、不可重复读、幻象读概念说明:  

  脏读:指当一个事务正在访问数据,并且对数据进行了修改,而这种数据还没有提交到数据库中,这时,另外一个事务也访问这个数据,然后使用了这个数据。因为这个数据还没有提交那么另外一个事务读取到的这个数据我们称之为脏数据。依据脏数据所做的操作肯能是不正确的。
  不可重复读:指在一个事务内,多次读同一数据。在这个事务还没有执行结束,另外一个事务也访问该同一数据,那么在第一个事务中的两次读取数据之间,由于第二个事务的修改第一个事务两次读到的数据可能是不一样的,这样就发生了在一个事物内两次连续读到的数据是不一样的,这种情况被称为是不可重复读。
  幻象读:一个事务先后读取一个范围的记录,但两次读取的纪录数不同,我们称之为幻象读(两次执行同一条 select 语句会出现不同的结果,第二次读会增加一数据行,并没有说这两次执行是在同一个事务中)


 读未提交 (Read uncommitted)

  读未提交,顾名思义,就是一个事务可以读取另一个未提交事务的数据。

  事例:老板要给程序员发工资,程序员的工资是3.6万/月。但是发工资时老板不小心按错了数字,按成3.9万/月,该钱已经打到程序员的户口,但是事务还没有提交,就在这时,程序员去查看自己这个月的工资,发现比往常多了3千元,以为涨工资了非常高兴。但是老板及时发现了不对,马上回滚差点就提交了的事务,将数字改成3.6万再提交。

  分析:实际程序员这个月的工资还是3.6万,但是程序员看到的是3.9万。他看到的是老板还没提交事务时的数据。这就是脏读。因此,在这种隔离级别下,查询是不会加锁的,也由于查询的不加锁,所以这种隔离级别的一致性是最差的,可能会产生“脏读”、“不可重复读”、“幻读”。如无特殊情况,基本是不会使用这种隔离级别的。

  那怎么解决脏读呢?Read committed!读提交,能解决脏读问题。


 读提交(Read Committed)

  读提交,顾名思义,就是只能读到已经提交了的内容

  事例:程序员拿着信用卡去享受生活(卡里当然是只有3.6万),当他埋单时(程序员事务开启),收费系统事先检测到他的卡里有3.6万,就在这个时候!!程序员的妻子要把钱全部转出充当家用,并提交。当收费系统准备扣款时,再检测卡里的金额,发现已经没钱了(第二次检测金额当然要等待妻子转出金额事务提交完)。程序员就会很郁闷,明明卡里是有钱的…

  分析:这就是读提交,若有事务对数据进行更新(UPDATE)操作时,读操作事务要等待这个更新操作事务提交后才能读取数据,可以解决脏读问题。但在这个事例中,出现了一个事务范围内两个相同的查询却返回了不同数据,这就是不可重复读

   这是各种系统中最常用的一种隔离级别,也是SQL Server和Oracle的默认隔离级别。这种隔离级别能够有效的避免脏读,但除非在查询中显示的加锁,如:

select * from T where ID=2 lock in share mode;
select * from T where ID=2 for update;

不然,普通的查询是不会加锁的。

  那为什么“读提交”同“读未提交”一样,都没有查询加锁,但是却能够避免脏读呢?

  这就要说道另一个机制“快照(snapshot)”,而这种既能保证一致性又不加锁的读也被称为“快照读(Snapshot Read)”

  假设没有“快照读”,那么当一个更新的事务没有提交时,另一个对更新数据进行查询的事务会因为无法查询而被阻塞(因为上了X锁,即写锁,所以不能得到S锁,即读锁),这种情况下,并发能力就相当的差。而“快照读”就可以完成高并发的查询,不过,“读提交”只能避免“脏读”,并不能避免“不可重复读”和“幻读”。

  那怎么解决可能的不可重复读问题?Repeatable read !


可重复读(Repeated Read)

  可重复读,顾名思义,就是专门针对“不可重复读”这种情况而制定的隔离级别,自然,它就可以有效的避免“不可重复读”。而它也是MySql的默认隔离级别。

  事例:程序员拿着信用卡去享受生活(卡里当然是只有3.6万),当他埋单时(事务开启,不允许其他事务的UPDATE修改操作),收费系统事先检测到他的卡里有3.6万。这个时候他的妻子不能转出金额了。接下来收费系统就可以扣款了。

  分析:重复读可以解决不可重复读问题。写到这里,应该明白的一点就是,不可重复读对应的是修改,即UPDATE操作。但是可能还会有幻读问题。因为幻读问题对应的是插入INSERT操作,而不是UPDATE操作。

什么时候会出现幻读?

  事例:程序员某一天去消费,花了2千元,然后他的妻子去查看他今天的消费记录(全表扫描FTS,妻子事务开启),看到确实是花了2千元,就在这个时候,程序员花了1万买了一部电脑,即新增INSERT了一条消费记录,并提交。当妻子打印程序员的消费记录清单时(妻子事务提交),发现花了1.2万元,似乎出现了幻觉,这就是幻读。

  在这个级别下,普通的查询同样是使用的“快照读”,但是,和“读提交”不同的是,当事务启动时,就不允许进行“修改操作(Update)”了,而“不可重复读”恰恰是因为两次读取之间进行了数据的修改,因此,“可重复读”能够有效的避免“不可重复读”,但却避免不了“幻读”,因为幻读是由于“插入或者删除操作(Insert or Delete)”而产生的。

  那怎么解决幻读问题?Serializable!


序列化 Serializable

  这是数据库最高的隔离级别,这种级别下,事务“串行化顺序执行”,也就是一个一个排队执行。这种级别下,“脏读”、“不可重复读”、“幻读”都可以被避免,但是执行效率奇差,性能开销也最大,所以基本没人会用。


值得一提的是:大多数数据库默认的事务隔离级别是Read committed,比如Sql Server , Oracle。Mysql的默认隔离级别是Repeatable read。

 

 MySql如何解决幻读问题?

(1)什么是幻读

  • 前提条件:InnoDB引擎,可重复读隔离级别,使用当前读时。

    在一次事务里面,多次查询之后,结果集的个数不一致的情况叫做幻读。而多出来或者少的哪一行被叫做 幻行

  • 表现:一个事务(同一个read view)在前后两次查询同一范围的时候,后一次查询看到了前一次查询没有看到的行。两点需要说明:
      1、在可重复读隔离级别下,普通查询是快照读,是不会看到别的事务插入的数据的,幻读只在当前读下才会出现。
      2、幻读专指新插入的行,读到原本存在行的更新结果不算。因为当前读的作用就是能读到所有已经提交记录的最新值。

 

(2)幻读产生的原因

  行锁只能锁住行,即使把所有的行记录都上锁,也阻止不了新插入的记录。 

 

(3)如何解决幻读?

  • 在快照读读情况下,mysql通过mvcc来避免幻读。

  • 在当前读读情况下,mysql通过next-key来避免幻读

 

备注:什么是快照读、当前读

- 快照读, 读取专门的快照 (对于RC,快照(ReadView)会在每个语句中创建。对于RR,快照是在事务启动时创建的)
```
简单的select操作即可(不需要加锁,如: select ... lock in share mode, select ... for update)
```
针对的也是select操作

- 当前读, 读取最新版本的记录, 没有快照。 在InnoDB中,当前读取根本不会创建任何快照。
```
select ... lock in share mode

select ... for update

insert

update

delete

针对如下操作, 会让如下操作阻塞:    
```
insert
update
delete
```
- 在RR(可重复读)级别下, 快照读是通过MVVC(多版本控制)和undo log来实现的,

当前读是通过手动加record lock(记录锁)和gap lock(间隙锁)来实现的。所以从上面的显示来看,如果需要实时显示数据,还是需要通过加锁来实现。这个时候会使用next-key技术来实现。所以说

总结一下:

  • 为什么会出现“脏读”?因为没有“select”操作没有规矩。

  • 为什么会出现“不可重复读”?因为“update”操作没有规矩。

  • 为什么会出现“幻读”?因为“insert”和“delete”操作没有规矩。

  • “读未提(Read Uncommitted)”能预防啥?啥都预防不了。

  • “读提交(Read Committed)”能预防啥?使用“快照读(Snapshot Read)”,避免“脏读”,但是可能出现“不可重复读”和“幻读”。

  • “可重复读(Repeated Red)”能预防啥?使用“快照读(Snapshot Read)”,锁住被读取记录,避免出现“脏读”、“不可重复读”,但是可能出现“幻读”。

  • “串行化(Serializable)”能预防啥?排排坐,吃果果,有效避免“脏读”、“不可重复读”、“幻读”,不过效果谁用谁知道。

出处:https://blog.csdn.net/qq_33290787/article/details/51924963


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