数据库系四种事务隔离级别
2016-07-12 09:00
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数据库系统提供了四种事务隔离级别供用户选择:
A.Serializable(串行化):一个事务在执行过程中完全看不到其他事务对数据库所做的更新(事务执行的时候不允许别的事务并发执行。事务串行化执行,事务只能一个接着一个地执行,而不能并发执行。)。
B.Repeatable Read(可重复读):一个事务在执行过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的记录,但是不能看到其他其他事务对已有记录的更新。
C.Read Commited(读已提交数据):一个事务在执行过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的记录,而且能看到其他事务已经提交的对已有记录的更新。
D.Read Uncommitted(读未提交数据):一个事务在执行过程中可以看到其他事务没有提交的新插入的记录,而且能看到其他事务没有提交的对已有记录的更新。
隔离级别
数据库系统有四个隔离级别(大多数数据库默认级别为read commited)。对数据库使用何种隔离级别要审慎分析,因为
1. 维护一个最高的隔离级别虽然会防止数据的出错,但是却导致了并行度的损失,以及导致死锁出现的可能性增加。
2. 然而,降低隔离级别,却会引起一些难以发现的bug。
SERIALIZABLE(序列化)
添加范围锁(比如表锁,页锁等,关于range lock,我也没有很深入的研究),直到transaction A结束。以此阻止其它transaction B对此范围内的insert,update等操作。
幻读,脏读,不可重复读等问题都不会发生。
REPEATABLE READ(可重复读)
对于读出的记录,添加共享锁直到transaction A结束。其它transaction B对这个记录的试图修改会一直等待直到transaction A结束。
可能发生的问题:当执行一个范围查询时,可能会发生幻读。
READ COMMITTED(提交读)
在transaction A中读取数据时对记录添加共享锁,但读取结束立即释放。其它transaction B对这个记录的试图修改会一直等待直到A中的读取过程结束,而不需要整个transaction A的结束。所以,在transaction A的不同阶段对同一记录的读取结果可能是不同的。
可能发生的问题:不可重复读。
READ UNCOMMITTED(未提交读)
不添加共享锁。所以其它transaction B可以在transaction A对记录的读取过程中修改同一记录,可能会导致A读取的数据是一个被破坏的或者说不完整不正确的数据。
另外,在transaction A中可以读取到transaction B(未提交)中修改的数据。比如transaction B对R记录修改了,但未提交。此时,在transaction A中读取R记录,读出的是被B修改过的数据。
可能发生的问题:脏读。
问题
我们看到,当执行不同的隔离级别时,可能会发生各种各样不同的问题。下面对它们进行总结并举例说明。
幻读
幻读发生在当两个完全相同的查询执行时,第二次查询所返回的结果集跟第一个查询不相同。
发生的情况:没有范围锁。
例子:
如何避免:实行序列化隔离模式,在任何一个低级别的隔离中都可能会发生。
不可重复读
在基于锁的并行控制方法中,如果在执行select时不添加读锁,就会发生不可重复读问题。
在多版本并行控制机制中,当一个遇到提交冲突的事务需要回退但却被释放时,会发生不可重复读问题。
在上面这个例子中,事务2提交成功,它所做的修改已经可见。然而,事务1已经读取了一个其它的值。在序列化和可重复读的隔离级别中,数据库管理系统会返回旧值,即在被事务2修改之前的值。在提交读和未提交读隔离级别下,可能会返回被更新的值,这就是“不可重复读”。
有两个策略可以防止这个问题的发生:
1. 推迟事务2的执行,直至事务1提交或者回退。这种策略在使用锁时应用。(悲观锁机制,比如用select for update为数据行加上一个排他锁)
2. 而在多版本并行控制中,事务2可以被先提交。而事务1,继续执行在旧版本的数据上。当事务1终于尝试提交时,数据库会检验它的结果是否和事务1、事务2顺序执行时一样。如果是,则事务1提交成功。如果不是,事务1会被回退。(乐观锁机制)
脏读
脏读发生在一个事务A读取了被另一个事务B修改,但是还未提交的数据。假如B回退,则事务A读取的是无效的数据。这跟不可重复读类似,但是第二个事务不需要执行提交。
A.Serializable(串行化):一个事务在执行过程中完全看不到其他事务对数据库所做的更新(事务执行的时候不允许别的事务并发执行。事务串行化执行,事务只能一个接着一个地执行,而不能并发执行。)。
B.Repeatable Read(可重复读):一个事务在执行过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的记录,但是不能看到其他其他事务对已有记录的更新。
C.Read Commited(读已提交数据):一个事务在执行过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的记录,而且能看到其他事务已经提交的对已有记录的更新。
D.Read Uncommitted(读未提交数据):一个事务在执行过程中可以看到其他事务没有提交的新插入的记录,而且能看到其他事务没有提交的对已有记录的更新。
| 丢失更新 | 脏读 | 非重复读 | 覆盖更新 | 幻像读 |
未提交读 | Y | Y | Y | Y | Y |
已提交读 | N | N | Y | Y | Y |
可重复读 | N | N | N | N | Y |
串行化 | N | N | N | N | N |
数据库系统有四个隔离级别(大多数数据库默认级别为read commited)。对数据库使用何种隔离级别要审慎分析,因为
1. 维护一个最高的隔离级别虽然会防止数据的出错,但是却导致了并行度的损失,以及导致死锁出现的可能性增加。
2. 然而,降低隔离级别,却会引起一些难以发现的bug。
SERIALIZABLE(序列化)
添加范围锁(比如表锁,页锁等,关于range lock,我也没有很深入的研究),直到transaction A结束。以此阻止其它transaction B对此范围内的insert,update等操作。
幻读,脏读,不可重复读等问题都不会发生。
REPEATABLE READ(可重复读)
对于读出的记录,添加共享锁直到transaction A结束。其它transaction B对这个记录的试图修改会一直等待直到transaction A结束。
可能发生的问题:当执行一个范围查询时,可能会发生幻读。
READ COMMITTED(提交读)
在transaction A中读取数据时对记录添加共享锁,但读取结束立即释放。其它transaction B对这个记录的试图修改会一直等待直到A中的读取过程结束,而不需要整个transaction A的结束。所以,在transaction A的不同阶段对同一记录的读取结果可能是不同的。
可能发生的问题:不可重复读。
READ UNCOMMITTED(未提交读)
不添加共享锁。所以其它transaction B可以在transaction A对记录的读取过程中修改同一记录,可能会导致A读取的数据是一个被破坏的或者说不完整不正确的数据。
另外,在transaction A中可以读取到transaction B(未提交)中修改的数据。比如transaction B对R记录修改了,但未提交。此时,在transaction A中读取R记录,读出的是被B修改过的数据。
可能发生的问题:脏读。
问题
我们看到,当执行不同的隔离级别时,可能会发生各种各样不同的问题。下面对它们进行总结并举例说明。
幻读
幻读发生在当两个完全相同的查询执行时,第二次查询所返回的结果集跟第一个查询不相同。
发生的情况:没有范围锁。
例子:
事务1 | 事务2 |
SELECT * FROM users WHERE age BETWEEN 10 AND 30; | |
INSERT INTO users VALUES(3, 'Bob', 27);COMMIT; | |
SELECT * FROM users WHERE age BETWEEN 10 AND 30; |
如何避免:实行序列化隔离模式,在任何一个低级别的隔离中都可能会发生。
不可重复读
在基于锁的并行控制方法中,如果在执行select时不添加读锁,就会发生不可重复读问题。
在多版本并行控制机制中,当一个遇到提交冲突的事务需要回退但却被释放时,会发生不可重复读问题。
事务1 | 事务2 |
SELECT * FROM users WHERE id = 1; | |
UPDATE users SET age = 21 WHERE id = 1;COMMIT; /* in multiversion concurrency*/ control, or lock-based READ COMMITTED * | |
SELECT * FROM users WHERE id = 1; | |
COMMIT; /* lock-based REPEATABLE READ */ |
在上面这个例子中,事务2提交成功,它所做的修改已经可见。然而,事务1已经读取了一个其它的值。在序列化和可重复读的隔离级别中,数据库管理系统会返回旧值,即在被事务2修改之前的值。在提交读和未提交读隔离级别下,可能会返回被更新的值,这就是“不可重复读”。
有两个策略可以防止这个问题的发生:
1. 推迟事务2的执行,直至事务1提交或者回退。这种策略在使用锁时应用。(悲观锁机制,比如用select for update为数据行加上一个排他锁)
2. 而在多版本并行控制中,事务2可以被先提交。而事务1,继续执行在旧版本的数据上。当事务1终于尝试提交时,数据库会检验它的结果是否和事务1、事务2顺序执行时一样。如果是,则事务1提交成功。如果不是,事务1会被回退。(乐观锁机制)
脏读
脏读发生在一个事务A读取了被另一个事务B修改,但是还未提交的数据。假如B回退,则事务A读取的是无效的数据。这跟不可重复读类似,但是第二个事务不需要执行提交。
事务1 | 事务2 |
SELECT * FROM users WHERE id = 1; | |
UPDATE users SET age = 21 WHERE id = 1 | |
SELECT * FROM users WHERE id = 1; | |
COMMIT; /* lock-based DIRTY READ */ |
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