數(shù)據(jù)庫事務(wù)的四大特性以及事務(wù)的隔離級別

本篇講訴數(shù)據(jù)庫中事務(wù)的四大特性(ACID),并且將會(huì)詳細(xì)地說明事務(wù)的隔離級別。
  如果一個(gè)數(shù)據(jù)庫聲稱支持事務(wù)的操作,那么該數(shù)據(jù)庫必須要具備以下四個(gè)特性:
⑴ 原子性(Atomicity)
  原子性是指事務(wù)包含的所有操作要么全部成功,要么全部失敗回滾,因此事務(wù)的操作如果成功就必須要完全應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫,如果操作失敗則不能對數(shù)據(jù)庫有任何影響。
⑵ 一致性(Consistency)
  一致性是指事務(wù)必須使數(shù)據(jù)庫從一個(gè)一致性狀態(tài)變換到另一個(gè)一致性狀態(tài),也就是說一個(gè)事務(wù)執(zhí)行之前和執(zhí)行之后都必須處于一致性狀態(tài)。
  拿轉(zhuǎn)賬來說,假設(shè)用戶A和用戶B兩者的錢加起來一共是5000,那么不管A和B之間如何轉(zhuǎn)賬,轉(zhuǎn)幾次賬,事務(wù)結(jié)束后兩個(gè)用戶的錢相加起來應(yīng)該還得是5000,這就是事務(wù)的一致性。
⑶ 隔離性(Isolation)
  隔離性是當(dāng)多個(gè)用戶并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫時(shí),比如操作同一張表時(shí),數(shù)據(jù)庫為每一個(gè)用戶開啟的事務(wù),不能被其他事務(wù)的操作所干擾,多個(gè)并發(fā)事務(wù)之間要相互隔離。
  即要達(dá)到這么一種效果:對于任意兩個(gè)并發(fā)的事務(wù)T1和T2,在事務(wù)T1看來,T2要么在T1開始之前就已經(jīng)結(jié)束,要么在T1結(jié)束之后才開始,這樣每個(gè)事務(wù)都感覺不到有其他事務(wù)在并發(fā)地執(zhí)行。
  關(guān)于事務(wù)的隔離性數(shù)據(jù)庫提供了多種隔離級別,稍后會(huì)介紹到。
⑷ 持久性(Durability)
  持久性是指一個(gè)事務(wù)一旦被提交了,那么對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的改變就是永久性的,即便是在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)遇到故障的情況下也不會(huì)丟失提交事務(wù)的操作。
  例如我們在使用JDBC操作數(shù)據(jù)庫時(shí),在提交事務(wù)方法后,提示用戶事務(wù)操作完成,當(dāng)我們程序執(zhí)行完成直到看到提示后,就可以認(rèn)定事務(wù)以及正確提交,即使這時(shí)候數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)了問題,也必須要將我們的事務(wù)完全執(zhí)行完成,否則就會(huì)造成我們看到提示事務(wù)處理完畢,但是數(shù)據(jù)庫因?yàn)楣收隙鴽]有執(zhí)行事務(wù)的重大錯(cuò)誤。

以上介紹完事務(wù)的四大特性(簡稱ACID),現(xiàn)在重點(diǎn)來說明下事務(wù)的隔離性,當(dāng)多個(gè)線程都開啟事務(wù)操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)要能進(jìn)行隔離操作,以保證各個(gè)線程獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,在介紹數(shù)據(jù)庫提供的各種隔離級別之前,我們先看看如果不考慮事務(wù)的隔離性,會(huì)發(fā)生的幾種問題:
1,臟讀
  臟讀是指在一個(gè)事務(wù)處理過程里讀取了另一個(gè)未提交的事務(wù)中的數(shù)據(jù)。
  當(dāng)一個(gè)事務(wù)正在多次修改某個(gè)數(shù)據(jù),而在這個(gè)事務(wù)中這多次的修改都還未提交,這時(shí)一個(gè)并發(fā)的事務(wù)來訪問該數(shù)據(jù),就會(huì)造成兩個(gè)事務(wù)得到的數(shù)據(jù)不一致。例如:用戶A向用戶B轉(zhuǎn)賬100元,對應(yīng)SQL命令如下
update account set money=money+100 where name=’B’; (此時(shí)A通知B) update account set money=money - 100 where name=’A’;

當(dāng)只執(zhí)行第一條SQL時(shí),A通知B查看賬戶,B發(fā)現(xiàn)確實(shí)錢已到賬(此時(shí)即發(fā)生了臟讀),而之后無論第二條SQL是否執(zhí)行,只要該事務(wù)不提交,則所有操作都將回滾,那么當(dāng)B以后再次查看賬戶時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)錢其實(shí)并沒有轉(zhuǎn)。
2,不可重復(fù)讀
  不可重復(fù)讀是指在對于數(shù)據(jù)庫中的某個(gè)數(shù)據(jù),一個(gè)事務(wù)范圍內(nèi)多次查詢卻返回了不同的數(shù)據(jù)值,這是由于在查詢間隔,被另一個(gè)事務(wù)修改并提交了。
  例如事務(wù)T1在讀取某一數(shù)據(jù),而事務(wù)T2立馬修改了這個(gè)數(shù)據(jù)并且提交事務(wù)給數(shù)據(jù)庫,事務(wù)T1再次讀取該數(shù)據(jù)就得到了不同的結(jié)果,發(fā)送了不可重復(fù)讀。
  不可重復(fù)讀和臟讀的區(qū)別是,臟讀是某一事務(wù)讀取了另一個(gè)事務(wù)未提交的臟數(shù)據(jù),而不可重復(fù)讀則是讀取了前一事務(wù)提交的數(shù)據(jù)。
  在某些情況下,不可重復(fù)讀并不是問題,比如我們多次查詢某個(gè)數(shù)據(jù)當(dāng)然以最后查詢得到的結(jié)果為主。但在另一些情況下就有可能發(fā)生問題,例如對于同一個(gè)數(shù)據(jù)A和B依次查詢就可能不同,A和B就可能打起來了……
3,虛讀(幻讀)
  幻讀是事務(wù)非獨(dú)立執(zhí)行時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象。例如事務(wù)T1對一個(gè)表中所有的行的某個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)做了從“1”修改為“2”的操作,這時(shí)事務(wù)T2又對這個(gè)表中插入了一行數(shù)據(jù)項(xiàng),而這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)值還是為“1”并且提交給數(shù)據(jù)庫。而操作事務(wù)T1的用戶如果再查看剛剛修改的數(shù)據(jù),會(huì)發(fā)現(xiàn)還有一行沒有修改,其實(shí)這行是從事務(wù)T2中添加的,就好像產(chǎn)生幻覺一樣,這就是發(fā)生了幻讀。
  幻讀和不可重復(fù)讀都是讀取了另一條已經(jīng)提交的事務(wù)(這點(diǎn)就臟讀不同),所不同的是不可重復(fù)讀查詢的都是同一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng),而幻讀針對的是一批數(shù)據(jù)整體(比如數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù))。

現(xiàn)在來看看MySQL數(shù)據(jù)庫為我們提供的四種隔離級別:
  ① Serializable (串行化):可避免臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀的發(fā)生。
  ② Repeatable read (可重復(fù)讀):可避免臟讀、不可重復(fù)讀的發(fā)生。
  ③ Read committed (讀已提交):可避免臟讀的發(fā)生。
  ④ Read uncommitted (讀未提交):最低級別,任何情況都無法保證。

以上四種隔離級別最高的是Serializable級別,最低的是Read uncommitted級別,當(dāng)然級別越高,執(zhí)行效率就越低。像Serializable這樣的級別,就是以鎖表的方式(類似于Java多線程中的鎖)使得其他的線程只能在鎖外等待,所以平時(shí)選用何種隔離級別應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況。在MySQL數(shù)據(jù)庫中默認(rèn)的隔離級別為Repeatable read (可重復(fù)讀)。
  在MySQL數(shù)據(jù)庫中,支持上面四種隔離級別,默認(rèn)的為Repeatable read (可重復(fù)讀);而在Oracle數(shù)據(jù)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(rèn)的為Read committed級別。

后記:隔離級別的設(shè)置只對當(dāng)前鏈接有效。對于使用MySQL命令窗口而言,一個(gè)窗口就相當(dāng)于一個(gè)鏈接,當(dāng)前窗口設(shè)置的隔離級別只對當(dāng)前窗口中的事務(wù)有效;對于JDBC操作數(shù)據(jù)庫來說,一個(gè)Connection對象相當(dāng)于一個(gè)鏈接,而對于Connection對象設(shè)置的隔離級別只對該Connection對象有效,與其他鏈接Connection對象無關(guān)。

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