数据库事务隔离级别举例详解

一、前言

本文主要对4种事务隔离级别,具体举例说明各自可能会存在的3种读现象的问题。

1.1、4种事务隔离级别

什么是隔离?
因为AB两事务存在时空冲突性,即执行时间和操作记录上都存在交集,否则就可以认为是不相关的,没有必要隔离。
那么4种事务隔离级别各自是什么,下面列出:

  • 读未提交,READ_UNCOMMITTED,事务A可读到另一事务B未提交的变化。存在脏读、不可重复读、幻读问题。
  • 读已提交,READ_COMMITTED,事务A在事务B提交后才可以读到B提交的变化。存在不可重复读、幻读问题。
  • 可重复读,REPEATABLE_READ,事务A在事务B提交前后的两次读是一致的。存在幻读问题。
  • 串行化,SERIALIZABLE,最高隔离级别,若事务AB操作有冲突,则AB竞争锁串行执行。

1.2、3种读现象

这里对脏读不可重复读幻读问题,各自举例描述。

  • 脏读,Dirty Read,事务A读到了无效的脏数据。
  • 不可重复读,Non-repeatable Read,事务A第一次读到了存在的某条记录,后面又读该记录(被事务B对刚刚存在的该记录update或delete),两次结果不一致。
  • 幻读,Phantom Read,事务A第一次读到了某些结果集的数据,后面再次读,却读到了第一次中不存在的数据(被事务B在符合A第一次查询where条件的结果集中,insert了新的记录),两次结果不一致。

不可重复读和幻读,一般都是一个事务受到其他事务的影响,导致自身事务前后两次读结果不一致。
但是区别在于,不可重复读强调对先前存在的记录进行操作(对已存在的记录操作只能是update或delete),而幻读则强调对先前不存在的记录进行操作(对不存在的记录操作也只能是insert)。

二、举例说明

在这里逐个举例说明各个事务隔离级别可能存在的读问题。
查看Spring中@Transactional属性Isolation的注释也可以发现,读未提交存在脏读、不可重复读、幻读,读已提交存在不可重复读、幻读,可重复读存在幻读,串行化防止脏读、不可重复读、幻读。

ps,点击这篇数据库事务隔离级别举例详解(续)可以通过操作层面看到这些读问题。

下面的举例假设事务A、B一起执行。

2.1、读未提交

  • 脏读:
    时刻1,事务B修改Jay的工资由1爽(爽:货币计量单位,等于1.6亿元人民币)变为2爽,但还没提交;
    时刻2,事务A是可以读到Jay的工资变成2爽;
    时刻3,事务B试图提交但失败,导致回滚为1爽,那事务A读到的2爽就是脏数据,这就是一次脏读。

  • 不可重复读(update的影响):
    时刻1,事务A读到了Jay的工资是1爽;
    时刻2,事务B更改了Jay的工资为2爽,但还没提交;
    时刻3,事务A再读,这次读到2爽没问题,那事务A先后读到了同一记录的2种数据版本,这就是一次update导致的不可重复读。

  • 不可重复读(delete的影响):
    时刻1,事务A读到了Jay的工资是1爽;
    时刻2,事务B删除Jay的工资记录,但还没提交;
    时刻3,事务A再读,这次读不到Jay的工资记录,那也等同于事务A先后读到了同一记录的2种数据版本,这是一次delete导致的不可重复读。

  • 幻读:
    时刻1,事务A读到了Jay的工资有一条记录(select salary from pay_sheet where name=‘Jay’);
    时刻2,事务B在薪资表pay_sheet中为Jay添加了一项额外的薪酬,但还没提交;
    时刻3,事务A再查,这次查到莫名其妙多了一条记录,那事务A第二次的多读,就是一次insert导致的幻读。

2.2、读已提交

  • 不可重复读(update的影响):
    时刻1,事务A读到了Jay的工资是1爽;
    时刻2,事务B更改了Jay的工资为2爽,且已提交;
    时刻3,事务A再读,这次读到2爽没问题,那事务A先后读到了同一记录的2种数据版本,这就是一次update导致的不可重复读。

  • 不可重复读(delete的影响):
    时刻1,事务A读到了Jay的工资是1爽;
    时刻2,事务B删除Jay的工资记录,且已提交;
    时刻3,事务A再读,这次读不到Jay的工资记录,那也等同于事务A先后读到了同一记录的2种数据版本,这是一次delete导致的不可重复读。

  • 幻读:
    时刻1,事务A读到了Jay的工资有一条记录(select salary from pay_sheet where name=‘Jay’);
    时刻2,事务B在薪资表pay_sheet中为Jay添加了一项额外的薪酬,且已提交;
    时刻3,事务A再查,这次查到莫名其妙多了一条记录,那事务A第二次的多读,就是一次insert导致的幻读。

2.3、可重复读

  • 幻读:
    时刻1,事务A读到了Jay的工资有一条记录(select salary from pay_sheet where name=‘Jay’);
    ⚠️注意:这时候可重复读会将读到的这些记录行加锁,事务B没法去修改删除,但对事务B进行insert就没办法了,锁起不了作用。
    时刻2,事务B在薪资表pay_sheet中为Jay添加了一项额外的薪酬,且已提交;
    时刻3,事务A再查,这次查到莫名其妙多了一条记录,那事务A第二次的多读,就是一次insert导致的幻读。

2.4、串行化

串行化通过读写锁,读写写读写写互斥,读读不互斥的锁机制,牺牲数据库的并发性能,避免了脏读、不可重复读和幻读的问题。

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