數(shù)據(jù)庫四大特性和事務(wù)隔離級別

數(shù)據(jù)庫中經(jīng)常被問到四大特性和隔離級別,一般都是涉及到概念性問題柜蜈,在此做一些整理總結(jié)仗谆,方便理解指巡。

1、事務(wù)的隔離級別

由低到高依次為Read uncommitted(未授權(quán)讀取隶垮、讀未提交)藻雪、Read committed(授權(quán)讀取、讀提交)狸吞、Repeatable read(可重復(fù)讀让阋)、Serializable(序列化)蹋偏,這四個級別可以逐個解決臟讀便斥、不可重復(fù)讀、幻讀這幾類問題威始。
隔離級別分類

(1)Read uncommitted(未授權(quán)讀取枢纠、讀未提交):

1)其他事務(wù)讀未提交數(shù)據(jù),出現(xiàn)臟讀字逗;
2)如果一個事務(wù)已經(jīng)開始寫數(shù)據(jù)京郑,則另外一個事務(wù)則不允許同時進行寫操作,但允許其他事務(wù)讀此行數(shù)據(jù)葫掉。該隔離級別可以通過“排他寫鎖”實現(xiàn)些举。
3)避免了更新丟失,卻可能出現(xiàn)臟讀俭厚。也就是說事務(wù)B讀取到了事務(wù)A未提交的數(shù)據(jù)户魏。
(讀未提交:一個事務(wù)寫數(shù)據(jù)時,只允許其他事務(wù)對這行數(shù)據(jù)進行讀挪挤,所以會出現(xiàn)臟讀叼丑,事務(wù)T1讀取T2未提交的數(shù)據(jù))

(2)Read committed(授權(quán)讀取、讀提交):

1)允許寫事務(wù)扛门,所以會出現(xiàn)不可重復(fù)讀
2)讀取數(shù)據(jù)的事務(wù)允許其他事務(wù)繼續(xù)訪問該行數(shù)據(jù)鸠信,但是未提交的寫事務(wù)將會禁止其他事務(wù)訪問該行。
3)該隔離級別避免了臟讀论寨,但是卻可能出現(xiàn)不可重復(fù)讀星立。事務(wù)A事先讀取了數(shù)據(jù),事務(wù)B緊接了更新了數(shù)據(jù)葬凳,并提交了事務(wù)绰垂,而事務(wù)A再次讀取該數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生了改變火焰。
(讀已提交:讀取數(shù)據(jù)的事務(wù)允許其他事務(wù)進行操作劲装,避免了臟讀,但是會出現(xiàn)不可重復(fù)讀,事務(wù)T1讀取數(shù)據(jù)占业,T2緊接著更新數(shù)據(jù)并提交數(shù)據(jù)绒怨,事務(wù)T1再次讀取數(shù)據(jù)的時候,和第一次讀的不一樣纺酸。即虛讀)

(3)Repeatable read(可重復(fù)讀冉讯骸):

1)禁止寫事務(wù);
2)讀取數(shù)據(jù)的事務(wù)將會禁止寫事務(wù)(但允許讀事務(wù))餐蔬,寫事務(wù)則禁止任何其他事務(wù)碎紊。
3)避免了不可重復(fù)讀取和臟讀,但是有時可能出現(xiàn)幻讀樊诺。這可以通過“共享讀鎖”和“排他寫鎖”實現(xiàn)仗考。
(可重復(fù)讀:讀事務(wù)會禁止所有的寫事務(wù),但是允許讀事務(wù)词爬,避免了不可重復(fù)讀和臟讀秃嗜,但是會出現(xiàn)幻讀,即第二次查詢數(shù)據(jù)時會包含第一次查詢中未出現(xiàn)的數(shù)據(jù))

(4)Serializable(序列化):

1)禁止任何事務(wù)顿膨,一個一個進行锅锨;
2)提供嚴(yán)格的事務(wù)隔離。它要求事務(wù)序列化執(zhí)行恋沃,事務(wù)只能一個接著一個地執(zhí)行必搞,但不能并發(fā)執(zhí)行。如果僅僅通過“行級鎖”是無法實現(xiàn)事務(wù)序列化的囊咏,必須通過其他機制保證新插入的數(shù)據(jù)不會被剛執(zhí)行查詢操作的事務(wù)訪問到恕洲。
3)序列化是最高的事務(wù)隔離級別,同時代價也花費最高梅割,性能很低霜第,一般很少使用,在該級別下户辞,事務(wù)順序執(zhí)行泌类,不僅可以避免臟讀、不可重復(fù)讀底燎,還避免了幻讀刃榨。

2、出現(xiàn)的問題:

當(dāng)多個線程都開啟事務(wù)操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時书蚪,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)要能進行隔離操作喇澡,以保證各個線程獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性迅栅,在介紹數(shù)據(jù)庫提供的各種隔離級別之前殊校,我們先看看如果不考慮事務(wù)的隔離性,會發(fā)生的幾種問題:臟讀读存、不可重復(fù)讀为流、幻讀呕屎。

隔離級別的問題

(1)臟讀

1.臟讀定義:

??1)說法1:指在一個事務(wù)處理過程里讀取了另一個未提交的事務(wù)中的數(shù)據(jù),讀取數(shù)據(jù)不一致敬察。
??2)說法2:指事務(wù)A對數(shù)據(jù)進行增刪改操作秀睛,但未提交,另一事務(wù)B可以讀取到未提交的數(shù)據(jù)莲祸。如果事務(wù)A這時候回滾了蹂安,則第二個事務(wù)B讀取的即為臟數(shù)據(jù)。

2.舉例:

??當(dāng)一個事務(wù)正在多次修改某個數(shù)據(jù)锐帜,而在這個事務(wù)中多次的修改都還未提交田盈,這時一個并發(fā)的事務(wù)來訪問該數(shù)據(jù),就會造成兩個事務(wù)得到的數(shù)據(jù)不一致缴阎。
例如:用戶A向用戶B轉(zhuǎn)賬100元允瞧,對應(yīng)SQL命令如下
  update account set money=money+100 where name=’B’; (此時A通知B)
  update account set money=money - 100 where name=’A’;
當(dāng)只執(zhí)行第一條SQL時,A通知B查看賬戶蛮拔,B發(fā)現(xiàn)確實錢已到賬(此時即發(fā)生了臟讀)述暂,而之后無論第二條SQL是否執(zhí)行,只要該事務(wù)不提交建炫,則所有操作都將回滾畦韭,那么當(dāng)B以后再次查看賬戶時就會發(fā)現(xiàn)錢其實并沒有轉(zhuǎn)。

(2)不可重復(fù)讀

1.不可重復(fù)讀定義:

??1)說法1:是指在對于數(shù)據(jù)庫中的某個數(shù)據(jù)踱卵,一個事務(wù)范圍內(nèi)多次查詢卻返回了不同的數(shù)據(jù)值廊驼,這是由于在查詢間隔,被另一個事務(wù)修改并提交了惋砂。
??2)說法2:一個事務(wù)A中發(fā)生了兩次讀操作妒挎,第一次讀操作和第二次讀操作之間,另一個事務(wù)B對數(shù)據(jù)進行了修改西饵,這時兩個事務(wù)讀取的數(shù)據(jù)不一致酝掩。

2.舉例:

??例如事務(wù)T1在讀取某一數(shù)據(jù),而事務(wù)T2立馬修改了這個數(shù)據(jù)并且提交事務(wù)給數(shù)據(jù)庫眷柔,事務(wù)T1再次讀取該數(shù)據(jù)就得到了不同的結(jié)果期虾,發(fā)送了不可重復(fù)讀。

3.不可重復(fù)讀和臟讀的區(qū)別:

??臟讀是某一事務(wù)讀取了另一個事務(wù)未提交的臟數(shù)據(jù)驯嘱,而不可重復(fù)讀則是讀取了前一事務(wù)提交的數(shù)據(jù)镶苞。
??在某些情況下,不可重復(fù)讀并不是問題鞠评,比如我們多次查詢某個數(shù)據(jù)當(dāng)然以最后查詢得到的結(jié)果為主茂蚓。但在另一些情況下就有可能發(fā)生問題,例如對于同一個數(shù)據(jù)A和B依次查詢就可能不同,A和B就可能打起來了……

(3)虛讀(幻讀)

1.幻讀定義:

??1)說法1:是事務(wù)非獨立執(zhí)行時發(fā)生的一種現(xiàn)象聋涨。
??2)說法2:第一個事務(wù)A對一定范圍的數(shù)據(jù)進行批量修改晾浴,第二個事務(wù)B在這個范圍增加一條數(shù)據(jù),這時候第一個事務(wù)就會丟失對新增數(shù)據(jù)的修改牍白。

2.舉例:

??例如事務(wù)T1對一個表中所有的行的某個數(shù)據(jù)項做了從“1”修改為“2”的操作脊凰,這時事務(wù)T2又對這個表中插入了一行數(shù)據(jù)項,而這個數(shù)據(jù)項的數(shù)值還是為“1”并且提交給數(shù)據(jù)庫茂腥。而操作事務(wù)T1的用戶如果再查看剛剛修改的數(shù)據(jù)狸涌,會發(fā)現(xiàn)還有一行沒有修改,其實這行是從事務(wù)T2中添加的最岗,就好像產(chǎn)生幻覺一樣杈抢,這就是發(fā)生了幻讀。

3.幻讀和不可重復(fù)讀區(qū)別:

??都是讀取了另一條已經(jīng)提交的事務(wù)(這點就臟讀不同)仑性,所不同的是不可重復(fù)讀查詢的都是同一個數(shù)據(jù)項惶楼,而幻讀針對的是一批數(shù)據(jù)整體(比如數(shù)據(jù)的個數(shù))。

3诊杆、MySQL數(shù)據(jù)庫提供的四種隔離級別:

?   ① Serializable (串行化):可避免臟讀歼捐、不可重復(fù)讀、幻讀的發(fā)生晨汹。
?   ② Repeatable read (可重復(fù)讀):可避免臟讀豹储、不可重復(fù)讀的發(fā)生。
?   ③ Read committed (讀已提交):可避免臟讀的發(fā)生淘这。
?   ④ Read uncommitted (讀未提交):最低級別剥扣,任何情況都無法保證。

??以上四種隔離級別最高的是Serializable級別铝穷,最低的是Read uncommitted級別钠怯,當(dāng)然級別越高,執(zhí)行效率就越低曙聂。像Serializable這樣的級別晦炊,就是以鎖表的方式(類似于Java多線程中的鎖)使得其他的線程只能在鎖外等待,所以平時選用何種隔離級別應(yīng)該根據(jù)實際情況宁脊。在MySQL數(shù)據(jù)庫中默認(rèn)的隔離級別為Repeatable read (可重復(fù)讀)断国。
  在MySQL數(shù)據(jù)庫中,支持上面四種隔離級別榆苞,默認(rèn)的為Repeatable read (可重復(fù)讀)稳衬;而在Oracle數(shù)據(jù)庫中,只支持Serializable (串行化)級別和Read committed (讀已提交)這兩種級別坐漏,其中默認(rèn)的為Read committed級別薄疚。
1)在MySQL數(shù)據(jù)庫中查看當(dāng)前事務(wù)的隔離級別:

select @@tx_isolation;

2)在MySQL數(shù)據(jù)庫中設(shè)置事務(wù)的隔離 級別:

set  [glogal | session]  transaction isolation level 隔離級別名稱;
set tx_isolation=’隔離級別名稱;’

例1:查看隔離級別:

查看當(dāng)前事務(wù)的隔離級別

例2:將事務(wù)的隔離級別設(shè)置為(Repatable read)可重復(fù)讀或者Read uncommitted級別:
設(shè)置隔離級別(1)
或者
設(shè)置隔離級別(2)
注意:設(shè)置數(shù)據(jù)庫的隔離級別一定要是在開啟事務(wù)之前弄砍!
  如果是使用JDBC對數(shù)據(jù)庫的事務(wù)設(shè)置隔離級別的話,也應(yīng)該是在調(diào)用Connection對象的setAutoCommit(false)方法之前输涕。調(diào)用Connection對象的setTransactionIsolation(level)即可設(shè)置當(dāng)前鏈接的隔離級別,至于參數(shù)level慨畸,可以使用Connection對象的字段:
Connection對象的字段
在JDBC中設(shè)置隔離級別的部分代碼:
JDBC設(shè)置隔離級別

4莱坎、事務(wù)的四大特性

數(shù)據(jù)庫中事務(wù)的四大特性(ACID):原子性、一致性寸士、隔離性檐什、持久性。如果一個數(shù)據(jù)庫聲稱支持事務(wù)的操作弱卡,那么該數(shù)據(jù)庫必須要具備以下四個特性:

(1)原子性(Atomicity)

??原子性是指事務(wù)包含的所有操作要么全部成功乃正,要么全部失敗回滾,因此事務(wù)的操作如果成功就必須要完全應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫婶博,如果操作失敗則不能對數(shù)據(jù)庫有任何影響瓮具。

(2)一致性(Consistency)

??一致性是指事務(wù)必須使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變換到另一個一致性狀態(tài),也就是說一個事務(wù)執(zhí)行之前和執(zhí)行之后都必須處于一致性狀態(tài)凡人。
??如:拿轉(zhuǎn)賬來說名党,假設(shè)用戶A和用戶B兩者的錢加起來一共是5000,那么不管A和B之間如何轉(zhuǎn)賬挠轴,轉(zhuǎn)幾次賬传睹,事務(wù)結(jié)束后兩個用戶的錢相加起來應(yīng)該還得是5000,這就是事務(wù)的一致性岸晦。

(3)隔離性(Isolation)

??隔離性是當(dāng)多個用戶并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫時欧啤,比如操作同一張表時,數(shù)據(jù)庫為每一個用戶開啟的事務(wù)启上,不能被其他事務(wù)的操作所干擾邢隧,多個并發(fā)事務(wù)之間要相互隔離。
??即要達到這么一種效果:對于任意兩個并發(fā)的事務(wù)T1和T2冈在,在事務(wù)T1看來府框,T2要么在T1開始之前就已經(jīng)結(jié)束,要么在T1結(jié)束之后才開始讥邻,這樣每個事務(wù)都感覺不到有其他事務(wù)在并發(fā)地執(zhí)行迫靖。

(4)持久性(Durability)

??持久性是指一個事務(wù)一旦被提交了,那么對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的改變就是永久性的兴使,即便是在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)遇到故障的情況下也不會丟失提交事務(wù)的操作系宜。
??例如:我們在使用JDBC操作數(shù)據(jù)庫時,在提交事務(wù)方法后发魄,提示用戶事務(wù)操作完成盹牧,當(dāng)我們程序執(zhí)行完成直到看到提示后俩垃,就可以認(rèn)定事務(wù)以及正確提交,即使這時候數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)了問題汰寓,也必須要將我們的事務(wù)完全執(zhí)行完成口柳,否則就會造成我們看到提示事務(wù)處理完畢,但是數(shù)據(jù)庫因為故障而沒有執(zhí)行事務(wù)的重大錯誤有滑。

后記:其實說來說去也就三方面的概念
1)四大隔離級別:串行化跃闹、可重復(fù)讀、讀已提交毛好、讀未提交望艺;
2)四大特性(ACID):原子性、一致性肌访、隔離性找默、持久性;
3)三個問題:臟讀吼驶、不可重復(fù)度惩激、幻讀;

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