数据库隔离级别简介

数据库行业有四种常见的隔离级别,分别是 RU、RC、RR、SERIALIZABLE,其中用到最多的是 RR 和 RR。下边分别看一下这四种隔离级别的异同。

RU(READ-UNCOMMITTED) - 能读到未提交的数据

RU 级别,实际上就是完全不隔离。每个进行中事务的中间状态,对其他事务都是可见的,所以有可能会出现「脏读」。

RU 举例

用户1设置 x=3,在用户1的事务未提交之前,用户2 执行 get x 时却看到了 x=3

RC(READ-COMMITEED) - 能读到已提交的数据

RC 举例

用户1设置 x=3,在用户1的事务未提交之前,用户2 执行 get x 操作依旧返回的时旧值 2

RR(REPEATABLE-READ) - 可重复读

RC 和 RR 唯一的区别在于“是否可重复读”:在一个事务执行过程中,它能不能读到其他已提交事务对数据的更新,如果能读到数据变化,就是“不可重复读”,否则就是“可重复读”。

RR 举例

继续上边的例子,如果用户2 读取 x 是在同一个事务内,那么永远读到的都是事务开始前x的值。也就是说每个事务都从数据库的一致性快照中读取数据。

在 RR 隔离级别下,在一个事务进行过程中,对于同一条数据,每次读到的结果总是相同的,无论其他会话是否已经更新了这条数据,这就是「可重复读」。

不可重复读导致的问题

假设用户在银行有 1000 块钱,分别存放在两个账户上,每个账户 500。现在有这样一笔转账交易从账户1转 100 到账户2。如果用户在他提交转账请求之后而银行系统执行转账的过程中间,来查看两个账户的余额,他有可能看到帐号1收到转账前的余额(500元),和帐号2完成钱款转出后的余额(400元)。对于用户来说,貌似他的账户总共只有 900 元,有 100 元消失了。

这种异常现象称为不可重复读(nonrepeatable read)或读倾斜(read skew)

SERIALIZABLE - 串行化

串行化隔离通常被认为是最强的隔离级别。它保证即使事物可能会并行执行,但最终的结果与每次一个即串行执行结果相同。不过由于这种隔离级别性能较差,所以在实际开发中很少被用到,以下是三种实现串行化的技术方案:

  • 严格按照串行顺序执行
  • 两阶段锁定
  • 乐观并发控制技术

隔离级别的要点:

脏读

客户端读到了其他客户端未提交的写入。

脏写

客户端覆盖了另一个客户端尚未提交的写入。

读倾斜(不可重复读)

客户端在不同时间点看到了不同值。

更新丢失

两个客户端同时执行读-修改-写入操作序列,出现了其中一个覆盖了另一个的写入,但又没有包含对方最新值的情况,最终导致了部分修改发生了丢失。

写倾斜

事务首先查询数据,根据返回的结果而作出某些决定,然后修改数据库。当事务提交时,支持决定的前提条件已不再成立。

幻读

事务读取了某些符合查询条件的对象,同时另一个客户端执行写入,改变了先前的查询结果。

幻读这个概念有些抽象,举例说明一下:

  • 用户1在一个会话中开启一个事务,准备插入一条 ID 为 1000 的流水记录。查询一下当前流水,不存在 ID 为 1000 的记录,可以安全地插入数据。
  • 这时候,另外一个会话抢先插入了这条 ID 为 1000 的流水记录。
  • 然后用户1再执行相同的插入语句时,就会报主键冲突错误,但是由于事务的隔离性,它执行查询的时候,却查不到这条 ID 为 1000 的流水,就像出现了“幻觉”一样,这就是幻读。

在实际业务中,很少能遇到幻读,即使遇到,也基本不会影响到数据准确性。

最后用一张表格总结一下上边的内容:

  • RU 级别隔即没有任何隔离,存在脏读、不可重复读、幻读的风险
  • RC 可以避免脏读,还是会存在不可重复读和幻读
  • NR 可以避免脏读和不可重复读(通常通过一致性快照),但无法避免幻读
  • 只有 SERIALIZABLE 才可以避免幻读