事务的四大特性ACID

事务四大特性(ACID)、隔离级别

并发控制

(1) DBS(数据库系统)一个明显的特点是多个用户共享数据库资源,尤其是多个用户可以同时存取相同数据。

  • 串行控制:如果事务是顺序执行的,即一个事务完成之后,再开始另一事务。
  • 并行控制:如果DBMS可以同时接受多个事务,并且这些事务在时间上可以重叠执行。

(2) 并发控制概述

事务是并发控制的基本单位,保证事务ACID的特性是事务处理的重要任务,而并发操作有可能会破坏其ACID特性。

DBMS并发控制机制的责任:对并发操作进行正确调度,保证事务的隔离性,确保数据库的一致性。
 

 

事务隔离级别

       事务的隔离级别有4个,由低到高依次为Read uncommitted(未授权读取、读未提交)、Read committed(授权读取、读提交)、Repeatable read(可重复读取)、Serializable(序列化),这四个级别可以逐个解决脏读、不可重复读、幻读这几类问题。

 

上面的级别最低,下面的级别最高。“√”表示会出现这种问题,“×”表示不会出现这种问题。

事务四大特性(ACID)、隔离级别

     

  • 读未提交(Read Uncommitted)只处理更新丢失。如果一个事务已经开始写数据,则不允许其他事务同时进行写操作,但允许其他事务读此行数据。可通过“排他写锁”实现。
  • 读已提交(Read Committed)处理更新丢失、脏读。读取数据的事务允许其他事务继续访问改行数据,但是未提交的写事务将会禁止其他事务访问改行。可通过“瞬间共享读锁”和“排他写锁”实现。
  • 可重复读取(Repeatable Read)处理更新丢失、脏读和不可重复读取。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。可通过“共享读锁”和“排他写锁”实现。
  • 序列化(Serializable)提供严格的事务隔离。要求事务序列化执行,事务只能一个接一个地执行,不能并发执行。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统一性,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,而且具有较好的并发性能。尽管它会导致不可重复读、幻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。 

大多数数据库的默认级别就是Read committed,比如Sql Server , Oracle。

Mysql的默认隔离级别就是Repeatable read。

 

数据库事务隔离级别的提出是为了解决事务执行过程中的以下几种情况:

1. 更新丢失

两个事务都同时更新一行数据,一个事务对数据的更新把另一个事务对数据的更新覆盖了。这是因为系统没有执行任何的锁操作,因此并发事务并没有被隔离开来。

2.脏读

一个事务读取到了另一个事务未提交的数据操作结果。

3.不可重复读

不可重复读(Non-repeatable Reads):一个事务对同一行数据重复读取两次,但是却得到了不同的结果。

包括以下情况:

虚读:事务1读取某一数据后,事务2对其做了修改,当事务1再次读取该数据时得到与前一次不同的值。
幻读:事务在操作过程中进行两次查询,第二次查询的结果包含了第一次查询中未出现的数据或者缺少了第一次查询中出现的数据。这是因为在两次查询过程中有另外一个事务插入数据造成的。
 


实例理解:

实例转自:https://singo107.iteye.com/blog/1175084

我们讨论隔离级别的场景,主要是在多个事务并发的情况下,因此,接下来的讲解都围绕事务并发。

Read uncommitted 读未提交

公司发工资了,领导把5000元打到singo的账号上,但是该事务并未提交,而singo正好去查看账户,发现工资已经到账,是5000元整,非常高兴。可是不幸的是,领导发现发给singo的工资金额不对,是2000元,于是迅速回滚了事务,修改金额后,将事务提交,最后singo实际的工资只有2000元,singo空欢喜一场。


事务四大特性(ACID)、隔离级别

 

出现上述情况,即我们所说的脏读,两个并发的事务,“事务A:领导给singo发工资”、“事务B:singo查询工资账户”,事务B读取了事务A尚未提交的数据。

当隔离级别设置为Read uncommitted时,就可能出现脏读,如何避免脏读,请看下一个隔离级别。

Read committed 读已提交

singo拿着工资卡去消费,系统读取到卡里确实有2000元,而此时她的老婆也正好在网上转账,把singo工资卡的2000元转到另一账户,并在singo之前提交了事务,当singo扣款时,系统检查到singo的工资卡已经没有钱,扣款失败,singo十分纳闷,明明卡里有钱,为何......

出现上述情况,即我们所说的不可重复读,两个并发的事务,“事务A:singo消费”、“事务B:singo的老婆网上转账”,事务A事先读取了数据,事务B紧接着更新了数据,并提交了事务,而事务A再次读取该数据时,数据已经发生了改变。

当隔离级别设置为Read committed时,避免了脏读,但是可能会造成不可重复读。

大多数数据库的默认级别就是Read committed,比如Sql Server , Oracle。如何解决不可重复读这一问题,请看下一个隔离级别。

Repeatable read 重复读

当隔离级别设置为Repeatable read时,可以避免不可重复读。当singo拿着工资卡去消费时,一旦系统开始读取工资卡信息(即事务开始),singo的老婆就不可能对该记录进行修改,也就是singo的老婆不能在此时转账。

虽然Repeatable read避免了不可重复读,但还有可能出现幻读。

singo的老婆工作在银行部门,她时常通过银行内部系统查看singo的信用卡消费记录。有一天,她正在查询到singo当月信用卡的总消费金额(select sum(amount) from transaction where month = 本月)为80元,而singo此时正好在外面胡吃海塞后在收银台买单,消费1000元,即新增了一条1000元的消费记录(insert transaction ... ),并提交了事务,随后singo的老婆将singo当月信用卡消费的明细打印到A4纸上,却发现消费总额为1080元,singo的老婆很诧异,以为出现了幻觉,幻读就这样产生了。

注:Mysql的默认隔离级别就是Repeatable read。

Serializable 序列化

Serializable是最高的事务隔离级别,同时代价也花费最高,性能很低,一般很少使用,在该级别下,事务顺序执行,不仅可以避免脏读、不可重复读,还避免了幻像读。

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