數據庫事務隔離級別和四大特性

數據庫四大特性和事務隔離級別

數據庫中常常被問到四大特性和隔離級別，通常都是涉及到概念性問題，在此作一些整理總結，方便理解。

一、事務的隔離級別

由低到高依次爲Read uncommitted(未受權讀取、讀未提交)、Read committed（受權讀取、讀提交）、Repeatable read（可重複讀取）、Serializable（序列化），這四個級別能夠逐個解決髒讀、不可重複讀、幻讀這幾類問題。

（1）Read uncommitted(未受權讀取、讀未提交)：

1）其餘事務讀未提交數據，出現髒讀；
2）若是一個事務已經開始寫數據，則另一個事務則不容許同時進行寫操做，但容許其餘事務讀此行數據。該隔離級別能夠經過「排他寫鎖」實現。
3）避免了更新丟失，卻可能出現髒讀。也就是說事務B讀取到了事務A未提交的數據。
（讀未提交：一個事務寫數據時，只容許其餘事務對這行數據進行讀，因此會出現髒讀，事務T1讀取T2未提交的數據）

（2）Read committed（受權讀取、讀提交）：

1）容許寫事務，因此會出現不可重複讀
2）讀取數據的事務容許其餘事務繼續訪問該行數據，可是未提交的寫事務將會禁止其餘事務訪問該行。
3）該隔離級別避免了髒讀，可是卻可能出現不可重複讀。事務A事先讀取了數據，事務B緊接了更新了數據，並提交了事務，而事務A再次讀取該數據時，數據已經發生了改變。
（讀已提交：讀取數據的事務容許其餘事務進行操做，避免了髒讀，可是會出現不可重複讀，事務T1讀取數據，T2緊接着更新數據並提交數據，事務T1再次讀取數據的時候，和第一次讀的不同。即虛讀）

（3）Repeatable read（可重複讀取）：

1）禁止寫事務；
2）讀取數據的事務將會禁止寫事務（但容許讀事務），寫事務則禁止任何其餘事務。
3）避免了不可重複讀取和髒讀，可是有時可能出現幻讀。這能夠經過「共享讀鎖」和「排他寫鎖」實現。
（可重複讀：讀事務會禁止全部的寫事務，可是容許讀事務，避免了不可重複讀和髒讀，可是會出現幻讀，即第二次查詢數據時會包含第一次查詢中未出現的數據）

（4）Serializable（序列化）：

1）禁止任何事務，一個一個進行；
2）提供嚴格的事務隔離。它要求事務序列化執行，事務只能一個接着一個地執行，但不能併發執行。若是僅僅經過「行級鎖」是沒法實現事務序列化的，必須經過其餘機制保證新插入的數據不會被剛執行查詢操做的事務訪問到。
3）序列化是最高的事務隔離級別，同時代價也花費最高，性能很低，通常不多使用，在該級別下，事務順序執行，不只能夠避免髒讀、不可重複讀，還避免了幻讀。

二、出現的問題：

當多個線程都開啓事務操做數據庫中的數據時，數據庫系統要能進行隔離操做，以保證各個線程獲取數據的準確性，在介紹數據庫提供的各類隔離級別以前，咱們先看看若是不考慮事務的隔離性，會發生的幾種問題：髒讀、不可重複讀、幻讀。

（1）髒讀

1.髒讀定義：

1）說法1：指在一個事務處理過程裏讀取了另外一個未提交的事務中的數據，讀取數據不一致。
  2）說法2：指事務A對數據進行增刪改操做，但未提交，另外一事務B能夠讀取到未提交的數據。若是事務A這時候回滾了，則第二個事務B讀取的即爲髒數據。

2.舉例：

當一個事務正在屢次修改某個數據，而在這個事務中屢次的修改都還未提交，這時一個併發的事務來訪問該數據，就會形成兩個事務獲得的數據不一致。
例如：用戶A向用戶B轉帳100元，對應SQL命令以下
　　update account set money=money+100 where name=’B’; (此時A通知B)
　　update account set money=money - 100 where name=’A’;
當只執行第一條SQL時，A通知B查看帳戶，B發現確實錢已到帳（此時即發生了髒讀），而以後不管第二條SQL是否執行，只要該事務不提交，則全部操做都將回滾，那麼當B之後再次查看帳戶時就會發現錢其實並無轉。

（2）不可重複讀

1.不可重複讀定義：

1）說法1：是指在對於數據庫中的某個數據，一個事務範圍內屢次查詢卻返回了不一樣的數據值，這是因爲在查詢間隔，被另外一個事務修改並提交了。
  2）說法2：一個事務A中發生了兩次讀操做，第一次讀操做和第二次讀操做之間，另外一個事務B對數據進行了修改，這時兩個事務讀取的數據不一致。

2.舉例：

例如事務T1在讀取某一數據，而事務T2立馬修改了這個數據而且提交事務給數據庫，事務T1再次讀取該數據就獲得了不一樣的結果，發送了不可重複讀。

3.不可重複讀和髒讀的區別：

髒讀是某一事務讀取了另外一個事務未提交的髒數據，而不可重複讀則是讀取了前一事務提交的數據。
  在某些狀況下，不可重複讀並非問題，好比咱們屢次查詢某個數據固然以最後查詢獲得的結果爲主。但在另外一些狀況下就有可能發生問題，例如對於同一個數據A和B依次查詢就可能不一樣，A和B就可能打起來了……

（3）虛讀(幻讀)

1.幻讀定義：

1）說法1：是事務非獨立執行時發生的一種現象。
  2）說法2：第一個事務A對必定範圍的數據進行批量修改，第二個事務B在這個範圍增長一條數據，這時候第一個事務就會丟失對新增數據的修改。

2.舉例：

例如事務T1對一個表中全部的行的某個數據項作了從「1」修改成「2」的操做，這時事務T2又對這個表中插入了一行數據項，而這個數據項的數值仍是爲「1」而且提交給數據庫。而操做事務T1的用戶若是再查看剛剛修改的數據，會發現還有一行沒有修改，其實這行是從事務T2中添加的，就好像產生幻覺同樣，這就是發生了幻讀。

3.幻讀和不可重複讀區別：

都是讀取了另外一條已經提交的事務（這點就髒讀不一樣），所不一樣的是不可重複讀查詢的都是同一個數據項，而幻讀針對的是一批數據總體（好比數據的個數）。

三、MySQL數據庫提供的四種隔離級別：

•   ① Serializable (串行化)：可避免髒讀、不可重複讀、幻讀的發生。
•   ② Repeatable read (可重複讀)：可避免髒讀、不可重複讀的發生。
•   ③ Read committed (讀已提交)：可避免髒讀的發生。
•   ④ Read uncommitted (讀未提交)：最低級別，任何狀況都沒法保證。

以上四種隔離級別最高的是Serializable級別，最低的是Read uncommitted級別，固然級別越高，執行效率就越低。像Serializable這樣的級別，就是以鎖表的方式(相似於Java多線程中的鎖)使得其餘的線程只能在鎖外等待，因此平時選用何種隔離級別應該根據實際狀況。在MySQL數據庫中默認的隔離級別爲Repeatable read (可重複讀)。
　　在MySQL數據庫中，支持上面四種隔離級別，默認的爲Repeatable read (可重複讀)；而在Oracle數據庫中，只支持Serializable (串行化)級別和Read committed (讀已提交)這兩種級別，其中默認的爲Read committed級別。
1）在MySQL數據庫中查看當前事務的隔離級別：

select @@tx_isolation;

2）在MySQL數據庫中設置事務的隔離 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：

查看當前事務的隔離級別

例2：將事務的隔離級別設置爲（Repatable read）可重複讀或者Read uncommitted級別：

設置隔離級別(1)

或者

設置隔離級別(2)

注意：設置數據庫的隔離級別必定要是在開啓事務以前！
　　若是是使用JDBC對數據庫的事務設置隔離級別的話，也應該是在調用Connection對象的setAutoCommit(false)方法以前。調用Connection對象的setTransactionIsolation(level)便可設置當前連接的隔離級別，至於參數level，可使用Connection對象的字段：

Connection對象的字段

在JDBC中設置隔離級別的部分代碼：

JDBC設置隔離級別

 

四、事務的四大特性

數據庫中事務的四大特性（ACID）：原子性、一致性、隔離性、持久性。若是一個數據庫聲稱支持事務的操做，那麼該數據庫必需要具有如下四個特性：

（1）原子性（Atomicity）

原子性是指事務包含的全部操做要麼所有成功，要麼所有失敗回滾，所以事務的操做若是成功就必需要徹底應用到數據庫，若是操做失敗則不能對數據庫有任何影響。

（2）一致性（Consistency）

一致性是指事務必須使數據庫從一個一致性狀態變換到另外一個一致性狀態，也就是說一個事務執行以前和執行以後都必須處於一致性狀態。
  如：拿轉帳來講，假設用戶A和用戶B二者的錢加起來一共是5000，那麼無論A和B之間如何轉帳，轉幾回帳，事務結束後兩個用戶的錢相加起來應該還得是5000，這就是事務的一致性。

（3）隔離性（Isolation）

隔離性是當多個用戶併發訪問數據庫時，好比操做同一張表時，數據庫爲每個用戶開啓的事務，不能被其餘事務的操做所幹擾，多個併發事務之間要相互隔離。
  即要達到這麼一種效果：對於任意兩個併發的事務T1和T2，在事務T1看來，T2要麼在T1開始以前就已經結束，要麼在T1結束以後纔開始，這樣每一個事務都感受不到有其餘事務在併發地執行。

（4）持久性（Durability）

持久性是指一個事務一旦被提交了，那麼對數據庫中的數據的改變就是永久性的，即使是在數據庫系統遇到故障的狀況下也不會丟失提交事務的操做。
  例如：咱們在使用JDBC操做數據庫時，在提交事務方法後，提示用戶事務操做完成，當咱們程序執行完成直到看到提示後，就能夠認定事務以及正確提交，即便這時候數據庫出現了問題，也必需要將咱們的事務徹底執行完成，不然就會形成咱們看到提示事務處理完畢，可是數據庫由於故障而沒有執行事務的重大錯誤。

後記：其實說來講去也就三方面的概念1）四大隔離級別：串行化、可重複讀、讀已提交、讀未提交；2）四大特性(ACID)：原子性、一致性、隔離性、持久性；3）三個問題：髒讀、不可重複度、幻讀；