数据库事务隔离级别
事务是一系列操作组成的工作单元,该工作单元内的操作是不可分割的,即要么所有操作都做,要么所有操作都不做,这就是事务。
ACID特性
事务必需满足ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)特性,缺一不可:
原子性(Atomicity):即事务是不可分割的最小工作单元,事务内的操作要么全做,要么全不做。如在银行中A给B转账:
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2update account set money= money - 100 where name='A';
update account set money= money + 100 where name='B';上述两条操作要么都执行,要么都不执行,否则会产生纠纷。在数据库管理系统(DBMS)中,默认情况下一条SQL就是一个单独事务,事务是自动提交的。只有显式的使用start transaction开启一个事务,才能将一个代码块放在事务中执行。保障事务的原子性是数据库管理系统的责任,为此许多数据源采用日志机制。
- 一致性(Consistency):在事务执行前数据库的数据处于正确的状态,而事务执行完成后数据库的数据还是处于正确的状态,即数据完整性约束没有被破坏;如银行转帐,不管有没有转账成功,应该保证事务结束后A+B的存款总额不变。保障一致性的方法可以从数据库层面和业务层面两方面入手。数据库层面的一致性是,在一个事务执行之前和之后,数据会符合你设置的约束(唯一约束,外键约束,Check约束等)和触发器设置。业务一致性需要由开发人员进行保证。
- 隔离性(Isolation):并发事务执行之间无影响,在一个事务内部的操作对其他事务是不产生影响,这需要事务隔离级别来指定隔离性。企业开发中,事务最复杂问题都是由事务隔离性引起的。一般情况下,完全的隔离性是不现实的,完全的隔离性要求数据库同一时间只执行一条事务,这样会严重影响性能。
- 持久性(Durability):事务一旦执行成功,它对数据库的数据的改变必须是永久的,不会因比如遇到系统故障或断电造成数据不一致或丢失。
事务常见问题
在实际项目开发中数据库操作一般都是并发执行的,即有多个事务并发执行,并发执行就可能遇到问题,目前常见的问题如下:
- 丢失更新:两个事务同时更新一行数据,最后一个事务的更新会覆盖掉第一个事务的更新,从而导致第一个事务更新的数据丢失,这是由于没有加锁造成的。
- 脏读:脏读发生在一个事务读取了另一个事务改写但尚未提交的数据时。如果改写在稍后被回滚了,那么第一个事务获取的数据就是无效的。
- 不可重复读:不可重复读发生在一个事务执行相同的查询两次或两次以上,但是每次都得到不同的数据时。这通常是因为另一个并发事务在两次查询期间更新了数据。
- 幻读:幻读与不可重复读类似。它发生在一个事务(T1)读取了几行数据,接着另一个并发事务(T2)插入了一些数据时。在随后的查询中,第一个事务(T1)就会发现多了一些原本不存在的记录。
事务隔离级别
为了解决这些并发问题,需要通过数据库隔离级别来解决,在标准SQL规范中定义了四种隔离级别:
- 未提交读(Read Uncommitted):最低隔离级别,一个事务能读取到别的事务未提交的更新数据,很不安全,可能出现丢失更新、脏读、不可重复读、幻读;
- 提交读(Read Committed):一个事务能读取到别的事务提交的更新数据,不能看到未提交的更新数据,不可能出现丢失更新、脏读,但可能出现不可重复读、幻读;
- 可重复读(Repeatable Read):保证同一事务中先后执行的多次查询将返回同一结果,不受其他事务影响,不可能出现丢失更新、脏读、不可重复读,但可能出现幻读;
- 序列化(Serializable):最高隔离级别,不允许事务并发执行,而必须串行化执行,最安全,不可能出现更新、脏读、不可重复读、幻读。
隔离级别 | 丢失更新 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
---|---|---|---|---|
未提交读 | 是 | 是 | 是 | 是 |
提交读 | 否 | 否 | 是 | 是 |
可重复读 | 否 | 否 | 否 | 是 |
序列化 | 否 | 否 | 否 | 否 |
隔离级别越高,数据库事务并发执行性能越差,能处理的操作越少。因此在实际项目开发中为了考虑并发性能一般使用提交读隔离级别,它能避免丢失更新和脏读,尽管不可重复读和幻读不能避免,但可以在可能出现的场合使用悲观锁或乐观锁来解决这些问题。sqlserver和oracle的默认隔离级别都是提交读,而mysql的innodb引擎的默认隔离级别为可重复读,且mysql通过一些机制来达到可重复读也能够避免幻读的情况。
本文只是介绍了事务的基本理论,后面等学完了相关的知识后,再专门介绍mysql的事务隔离级别的实现方法,以及spring锁的底层实现机制。