【转】数据库隔离级别详解----学习笔记

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事务（transaction）是数据库管理系统的执行单位，可以是一个数据库操作（如Select操作）或者是一组操作序列。事务ACID属性，即原子性（Atomicity）、一致性(Consistency)、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。

原子性：保证事务中的所有操作全部执行或全部不执行。例如执行转账事务，要么转账成功，要么失败。成功，则金额从转出帐户转入到目的帐户，并且两个帐户金额将发生相应的变化；失败，则两个账户的金额都不变。不会出现转出帐户扣了钱，而目的帐户没有收到钱的情况。

一致性：保证数据库始终保持数据的一致性——事务操作之前是一致的，事务操作之后也是一致的，不管事务成功与否。如上面的例子，转账之前和之后数据库都保持数据上的一致性。

隔 离性：多个事务并发执行的话，结果应该与多个事务串行执行效果是一样的。显然最简单的隔离就是将所有事务都串行执行：先来先执行，一个事务执行完了才允许 执行下一个。但这样数据库的效率低下，如：两个不同的事务只是读取同一批数据，这样完全可以并发进行。为了控制并发执行的效果就有了不同的隔离级别。下面 将详细介绍。

持久性：持久性表示事物操作完成之后，对数据库的影响是持久的，即使数据库因故障而受到破坏，数据库也应该能够恢复。通常的实现方式是采用日志。

事务隔离级别（transaction isolation levels）：隔离级别就是对对事务并发控制的等级。ANSI/ ISO SQL将其分为串行化（SERIALIZABLE）、可重复读（REPEATABLE READ）、读已提交（READ COMMITED）、读未提交（READ UNCOMMITED）四个等级。为了实现隔离级别通常数据库采用锁（Lock）。一般在编程的时候只需要设置隔离等级，至于具体采用什么锁则由数据库来设置。首先介绍四种等级，然后举例解释后面三个等级（可重复读、读已提交、读未提交）中会出现的并发问题。

串行化（SERIALIZABLE）：所有事务都一个接一个地串行执行，这样可以避免幻读（phantom reads）。对于基于锁来实现并发控制的数据库来说，串行化要求在执行范围查询（如选取年龄在10到30之间的用户）的时候，需要获取范围锁（range lock）。如果不是基于锁实现并发控制的数据库，则检查到有违反串行操作的事务时，需要滚回该事务。

可重复读（REPEATABLE READ）：所有被Select获取的数据都不能被修改，这样就可以避免一个事务前后读取数据不一致的情况。但是却没有办法控制幻读，因为这个时候其他事务不能更改所选的数据，但是可以增加数据，因为前一个事务没有范围锁。

读已提交（READ COMMITED）：被读取的数据可以被其他事务修改。这样就可能导致不可重复读。也就是说，事务的读取数据的时候获取读锁，但是读完之后立即释放（不需要等到事务结束），而写锁则是事务提交之后才释放。释放读锁之后，就可能被其他事物修改数据。该等级也是SQL Server默认的隔离等级。

读未提交（READ UNCOMMITED）：这是最低的隔离等级，允许其他事务看到没有提交的数据。这种等级会导致脏读（Dirty Read）。

       例子：下面考察后面三种隔离等级对应的并发问题。假设有两个事务。事务1执行查询1，然后事务2执行查询2，然后提交，接下来事务1中的查询1再执行一次。查询基于以下表进行：

可重复读(幻读，phantom reads)

一个事务中先后各执行一次同一个查询，但是返回的结果集却不一样。发生这种情况是因为在执行Select操作的时候没有获取范围锁（Range Lock），导致其他事务仍然可以插入新的数据。

注意transaction 1对同一个查询语句（Query 1）执行了两次。 如果采用更高级别的隔离等级（即串行化）的话，那么前后两次查询应该返回同样的结果集。但是在可重复读隔离等级中却前后两次结果集不一样。但是为什么叫做可重复读等级呢？那是因为该等级解决了下面的不可重复读问题。

读已提交（不可重复读，Non-repeatable reads）

在采用锁来实现并发控制的数据库系统中，不可重复读是因为在执行Select操作的时候没有加读锁（read lock）。

在这个例子当中，Transaction 2提交成功,所以Transaction 1第二次将获取一个不同的age 值.在SERIALIZABLE和REPEATABLE READ隔离级别中,数据库应该返回同一个值。而在READ COMMITTED和READ UNCOMMITTED级别中数据库返回更新的值。这样就出现了不可重复读。

读未提交 (脏读，dirty reads)

如果一个事务2读取了另一个事务1修改的值，但是最后事务1滚回了，那么事务2就读取了一个脏数据，这也就是所谓的脏读。发生这种情况就是允许事务读取未提交的更新。

综上述，可以等到下面的表格：

  参考：

Isolation (database systems)：http://en.wikipedia.org/wiki/Isolation_(computer_science)

共享锁：由读表操作加上的锁，加锁后其他用户只能获取该表或行的共享锁，不能获取排它锁，也就是说只能读不能写

排它锁：由写表操作加上的锁，加锁后其他用户不能获取该表或行的任何锁，典型是mysql事务中的

锁的范围:

行锁: 对某行记录加上锁

表锁: 对整个表加上锁

这样组合起来就有,行级共享锁,表级共享锁,行级排他锁,表级排他锁

start transaction;

select * from user where userId = 1 for update;

执行完这句以后

　　1）当其他事务想要获取共享锁，比如事务隔离级别为SERIALIZABLE的事务，执行

　　select * from user;

 　　将会被挂起，因为SERIALIZABLE的select语句需要获取共享锁

　　2）当其他事务执行

　　select * from user where userId = 1 for update;

　　update user set userAge = 100 where userId = 1; 

　　也会被挂起，因为for update会获取这一行数据的排它锁，需要等到前一个事务释放该排它锁才可以继续进行。

http://blog.csdn.net/kingofase/article/details/5715297  中有介绍如下

在标准SQL规范中，定义了4个事务隔离级别，不同的隔离级别对事务的处理不同:

◆未授权读取（Read Uncommitted）：允许脏读取，但不允许更新丢失。如果一个事务已经开始写数据，则另外一个数据则不允许同时进行写操作，但允许其他事务读此行数据。该隔离级别可以通过“排他写锁”实现。

◆授权读取（Read Committed）：允许不可重复读取，但不允许脏读取。这可以通过“瞬间共享读锁”和“排他写锁”实现。读取数据的事务允许其他事务继续访问该行数据，但是未提交的写事务将会禁止其他事务访问该行。

◆可重复读取（Repeatable Read）：禁止不可重复读取和脏读取，但是有时可能出现幻影数据。这可以通过“共享读锁”和“排他写锁”实现。读取数据的事务将会禁止写事务（但允许读事务），写事务则禁止任何其他事务。

◆序列化（Serializable）：提供严格的事务隔离。它要求事务序列化执行，事务只能一个接着一个地执行，但不能并发执行。如果仅仅通过“行级锁”是无法实现事务序列化的，必须通过其他机制保证新插入的数据不会被刚执行查询操作的事务访问到。

隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。对于多 数应用程序，可以优先考虑把数据库系统的隔离级别设为Read Committed，它能够避免脏读取，而且具有较好的并发性能。尽管它会导致不可重复读、虚读和第二类丢失更新这些并发问题，在可能出现这类问题的个别 场合，可以由应用程序采用悲观锁或乐观锁来控制。

通过前面的介绍已经知道，通过选用不同的隔离等级就可以在不同程度上避免前面所提及的在事务处理中所面临的各种问题。所以，数据库隔离级别的选取就显得尤为重要，在选取数据库的隔离级别时，应该注意以下几个处理的原则：

首先，必须排除“未授权读取”，因为在多个事务之间使用它将会是非常危险的。事务的 回滚操作或失败将会影响到其他并发事务。第一个事务的回滚将会完全将其他事务的操作清除，甚至使数据库处在一个不一致的状态。很可能一个已回滚为结束的事 务对数据的修改最后却修改提交了，因为“未授权读取”允许其他事务读取数据，最后整个错误状态在其他事务之间传播开来。

其次，绝大部分应用都无须使用“序列化”隔离（一般来说，读取幻影数据并不是一个问题），此隔离级别也难以测量。目前使用序列化隔离的应用中，一般都使用悲观锁，这样强行使所有事务都序列化执行。

剩下的也就是在“授权读取”和“可重复读取”之间选择了。我们先考虑可重复读取。如 果所有的数据访问都是在统一的原子数据库事务中，此隔离级别将消除一个事务在另外一个并发事务过程中覆盖数据的可能性（第二个事务更新丢失问题）。这是一 个非常重要的问题，但是使用可重复读取并不是解决问题的唯一途径。

假设使用了“版本数据”，Hibernate会自动使用版本数据。 Hibernate的一级Session缓存和版本数据已经为你提供了“可重复读取隔离”绝大部分的特性。特别是，版本数据可以防止二次更新丢失的问题， 一级Session缓存可以保证持久载入数据的状态与其他事务对数据的修改隔离开来，因此如果使用对所有的数据库事务采用授权读取隔离和版本数据是行得通 的。

“可重复读取”为数据库查询提供了更好的效率（仅对那些长时间的数据库事务），但是由于幻影读取依然存在，因此没必要使用它（对于Web应用来说，一般也很少在一个数据库事务中对同一个表查询两次）。

也可以同时考虑选择使用Hibernate的二级缓存，它可以如同底层的数据库事务 一样提供相同的事务隔离，但是它可能弱化隔离。假如在二级缓存大量使用缓存并发策略，它并不提供重复读取语义（例如，后面章节中将要讨论的读写，特别是非 严格读写），很容易可以选择默认的隔离级别：因为无论如何都无法实现“可重复读取”，因此就更没有必要拖慢数据库了。另一方面，可能对关键类不采用二级缓 存，或者采用一个完全的事务缓存，提供“可重复读取隔离”。那么在业务中需要使用到“可重复读取”吗？如果你喜欢，当然可以那样做，但更多的时候并没有必 要花费这个代价。

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