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僅此一文讓你明白事務隔離級別、臟讀、不可重覆讀、幻讀

網絡上關於這方面的博文有些偏理論,有些通篇代碼,都不能深入淺出。本文用圖文並茂的方式,配上行雲流水般的代碼,非要擺清楚這個問題。相關代碼已提交至碼雲(點擊這裡下載)。

事務是現代關係型資料庫的核心之一。在多個事務併發運算元據庫(多執行緒、網絡併發等)的時候,如果沒有有效的避免機制,就會出現以下幾種問題:

第一類丟失更新(Lost Update)

在完全未隔離事務的情況下,兩個事務更新同一條資料資源,某一事務完成,另一事務異常終止,回滾造成第一個完成的更新也同時丟失 。這個問題現代關係型資料庫已經不會發生,就不在這裡占用篇幅,有興趣的可以自行百度。

臟讀(Dirty Read)

A事務執行過程中,B事務讀取了A事務的修改。但是由於某些原因,A事務可能沒有完成提交,發生RollBack了操作,則B事務所讀取的資料就會是不正確的。這個未提交資料就是臟讀(Dirty Read)。臟讀產生的流程如下:

可以用EF Core模擬此過程:

對應的執行結果:

不可重覆讀(Nonrepeatable Read)

B事務讀取了兩次資料,在這兩次的讀取過程中A事務修改了資料,B事務的這兩次讀取出來的資料不一樣。B事務這種讀取的結果,即為不可重覆讀(Nonrepeatable Read)。不可重覆讀的產生的流程如下:

模擬代碼如下:

 

臟讀示例

對應的執行結果:

不可重覆讀有一種特殊情況,兩個事務更新同一條資料資源,後完成的事務會造成先完成的事務更新丟失。這種情況就是大名鼎鼎的第二類丟失更新。主流的資料庫已經預設屏蔽了第一類丟失更新問題(即:後做的事務撤銷,發生回滾造成已完成事務的更新丟失),但我們編程的時候仍需要特別註意第二類丟失更新。它產生的流程如下:

模擬代碼如下:

對應的執行結果:

不可重覆讀有一種特殊情況,兩個事務更新同一條資料資源,後完成的事務會造成先完成的事務更新丟失。這種情況就是大名鼎鼎的第二類丟失更新。主流的資料庫已經預設屏蔽了第一類丟失更新問題(即:後做的事務撤銷,發生回滾造成已完成事務的更新丟失),但我們編程的時候仍需要特別註意第二類丟失更新。它產生的流程如下:

模擬代碼如下:

對應的執行結果如下圖:

可以明顯看出事務A的更新被事務B所改寫,更新丟失。

幻讀(Phantom Read)

B事務讀取了兩次資料,在這兩次的讀取過程中A事務添加了資料,B事務的這兩次讀取出來的集合不一樣。幻讀產生的流程如下:

這個流程看起來和不可重覆讀差不多,但幻讀強調的集合的增減,而不是單獨一條資料的修改。

模擬代碼如下:

執行結果:

資料庫隔離級別

為瞭解決上面提及的併發問題,主流關係型資料庫都會提供四種事務隔離級別。

讀未提交(Read Uncommitted)

在該隔離級別,所有事務都可以看到其他未提交事務的執行結果。本隔離級別是最低的隔離級別,雖然擁有超高的併發處理能力及很低的系統開銷,但很少用於實際應用。因為採用這種隔離級別隻能防止第一類更新丟失問題,不能解決臟讀,不可重覆讀及幻讀問題。

讀已提交(Read Committed)

這是大多數資料庫系統的預設隔離級別(但不是MySQL預設的)。它滿足了隔離的簡單定義:一個事務只能看見已經提交事務所做的改變。這種隔離級別可以防止臟讀問題,但會出現不可重覆讀及幻讀問題。

可重覆讀(Repeatable Read)

這是MySQL的預設事務隔離級別,它確保同一事務的多個實體在併發讀取資料時,會看到同樣的資料行。這種隔離級別可以防止除幻讀外的其他問題。

可串行化(Serializable)

這是最高的隔離級別,它通過強制事務排序,使之不可能相互衝突,從而解決幻讀、第二類更新丟失問題。在這個級別,可以解決上面提到的所有併發問題,但可能導致大量的超時現象和鎖競爭,通常資料庫不會用這個隔離級別,我們需要其他的機制來解決這些問題:樂觀鎖和悲觀鎖。

這四種隔離級別會產生的問題如下(網上到處都有,懶得畫了):

如何使用資料庫的隔離級別

很多文章博客在介紹完這些隔離級別以後,就沒有以後了。讀的人一般會覺得,嗯,是這麼回事,我知道了!

學習一個知識點,是需要實踐的。比如下麵這個常見而又異常嚴重的情況:

圖中是典型的第二類丟失更新問題,後果異常嚴重。我們這裡就以讀已提交(Read Committed)及以下隔離級別中會出現不可重覆讀現象為例。從上面的表格可以看出,當事務隔離級別為可重覆讀(Repeatable Read)時可以避免。把TestReadCommitted中的Read執行緒事務級別調整一下:

這時執行效果如下:

實際專案中,通過提示客戶端重做的方式,完美解決了不可重覆讀的問題。其他併發問題,也可以通過類似的方式解決。

最後,文中提到可串行化解決幻讀的問題,會在下篇文章詳細介紹,包含各種酷炫的樂觀鎖操作,敬請期待! 

原文地址:https://www.cnblogs.com/yubaolee/p/10398633.html

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