数据库事务的四种隔离级别(小白向)

读锁、写锁概念

读锁也称共享锁(记为S,即shared-mode lock),写锁也称排它锁(记为X,即exclusive-mode lock)。每个事务对于一个数据项的操作类型要申请适当的锁。

相容:读锁和读锁相容,即同一个数据项可以同时被多个事务申请读锁。但是读锁和写锁、写锁和写锁不相容,即如果一个数据项已经被申请了读锁,那它就不能再被申请写锁。
在这里插入图片描述

四种隔离级别(针对读)

关于写锁的处理:
写时加写锁(update给更新的行加写锁,insert给新插入的行加写锁),事务结束时放写锁。

关于读锁的处理:

可串行化serializable
执行顺序只能以事务为单位执行(而不能以语句为单位执行),并行化最低,效率最差,但安全性最高。可以避免脏读、不可重复读、幻读。

可重复读repeatable read
读时加读锁,事务结束时放读锁。可以避免脏读、不可重复读,但会出现幻读。

已提交读read committed
读时加读锁,读完放读锁。可以避免脏读,但会出现不可重复读和幻读。

未提交读read uncommitted
读时不加读锁。会出现脏读、不可重复读和幻读。

四种隔离级别只是针对读而言的(select),所以声明一个只有写操作的事务的隔离级别没有什么意义。

脏读、不可重复读和幻读

脏读:读取到了未提交的修改数据。
设有关系模型R(a,b),最开始有一个元组(1,2),有两个事务:T1,T2(省略掉开头和结尾的begin transaction和end transaction):
T1:
update R set a=a*2
commit

T2:
select max(a) from T1

我们不关心T1的隔离级别(因为T1只执行写操作,而隔离级别是针对读而言的),
如果T2运行于隔离级别read uncommitted,当T1还未提交但已经update的时候,T2会读出max(a)=2,但是如果因为种种原因导致T1回滚,那么数据库就不会发生改变,T2读出的2就是一个“脏数据”,所以称为脏读。

不可重复读:一个事务中重复读同一个数据出来的值是不同的。
设有两个university数据库的事务T1,T2:(S1,S2,S3都是语句,S1包括了commit)
T1:
S1:update student set GPA=GPA*2
commit

T2:
S2:select max(GPA) from student
S3:select max(GPA) from student

如果T2运行于隔离级别read commited,执行顺序可以是S2-S1-S3,因为S2读时加读锁,读完释放,然后S1可以给所有数据项加写锁,然后T1结束时释放,最后是S3。按这种顺序执行,读出来的结果是不同的,即不可重复读。

但如果T2运行于隔离级别repeatable read,执行顺序就不能使S2-S1-S3了,因为S2读时加读锁,T2结束时才释放,那么S1就无法得到写锁(因为所有数据项已经被加上了读锁)。所以repeatable read可以避免在两次读之间的更新使得读同一个值的结果不同。

幻读:在两个读之间有insert,就会有幻影元组(phantom tuples)出现,导致读同一个值的结果不同。

还是university数据库的两个事务T1,T2:
T1:
S1:insert into [100 new tuples]

T2:
S2:select max(GPA) from student
S3:select max(GPA) from student

执行顺序可以是S2-S1-S3,因为S2只是给当前所有的项加读锁,而S1是插入新的数据项并加写锁,两者并不冲突,然后T1结束后释放新加的100个元组的写锁,S3就可以执行。结果是出现了100个幻影元组insert导致重复读同一个值的结果不同

一道经典例题

表sell(Bar,Beer,Price),最开始sell有2个元组(‘joe’s bar,Qingdao,20),(‘jackson’s bar,Guinness,50)。有两个事务T1,T2:(S1~S4表示语句)

T1:
S1:insert into sell values(‘joe’s bar,Heinesen,60)
S2:update sell set Price=Price+10
commit

T2:
S3:select max(Price) as p1 from sell
S4:select min(Price) as p2 from sell

已知隔离级别:T1是serializable,T2是repeatable read,求T2的运行结果。

解答:
不用关心T1的隔离级别,直接看T2:读时加读锁,事务结束时释放。

S2不能出现在S3和S4之间,因为S3执行会给所有行加读锁,然后S2会无法执行。

S1也不能出现在S3和S4之间,因为若S1在S3和S4之间,S2就只能在S4后面,顺序是S3-S1-S4-S2,S3给原来2行加读锁,S1给新加入一行加写锁,S4就不能加读锁(即不能执行)。

所以执行顺序只能是T1-T2或者T2-T1。

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