本文主要討論數(shù)據(jù)庫事務隔離級別與原理，接下來將會從以下四點展開討論：

事務隔離的概念

采用葫蘆娃例子幫助理解在沒有事務隔離時引發(fā)的臟讀、不可重復讀和幻讀

數(shù)據(jù)庫常見四種隔離級別

“快照讀”概念

事務隔離的概念

任何支持事務的數(shù)據(jù)庫，都必須具備四個特性，分別是：

原子性(Atomicity)

一致性(Consistency)

隔離性(Isolation)

持久性(Durability)

以上四點也就是常說的事務ACID，數(shù)據(jù)庫具備以上特性才能保證事務(Transaction)中數(shù)據(jù)的正確性。而其中事務的隔離性指：事務間是相互獨立的，不會互相影響，既一個事務內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對并發(fā)的其他事務是隔離的。

沒有事務隔離會引發(fā)什么問題?

如果沒有事務隔離那么可能會出現(xiàn)臟讀、不可重復讀、幻讀等情況。

為了幫助及加深理解，我們采用熟悉的“葫蘆娃”作為例子。最先藤上有七個葫蘆，每當有一個葫蘆娃誕生時，老爺爺就會將他的信息錄入數(shù)據(jù)庫表中，如下：

某一天，四娃誕生了。事務A(爺爺)訪問了數(shù)據(jù)庫，目的是往數(shù)據(jù)庫里添加新誕生葫蘆娃的信息，但是還沒有提交事務。

　　insert into T values （4， ‘四娃’，‘噴水’）;

　　這時，來了另一個事務B（蛇精），她進行了查詢操作，想查詢所有已誕生的葫蘆娃信息

　　select * from T; //結(jié)果中出現(xiàn)了四娃的信息

　　這時，如果事務之間沒有有效隔離，那么 蛇精 查詢數(shù)據(jù)庫返回的結(jié)果中就會出現(xiàn) 四娃 的信息，這就是臟讀。

　　（1） 臟讀：指在自己的事務中讀到了別人未提交的數(shù)據(jù)

　　第二天，事務A（蛇精）一大早就查詢了數(shù)據(jù)庫中關于四娃的信息

　　select * from T where ID = 4; //名稱：四娃 能力：噴水

　　這時，事務B（爺爺）來了，因為爺爺發(fā)現(xiàn)四娃其實是會噴火而不是噴水，所以更新一下將改了四娃的能力為噴火，然后提交了事務。

　　update T set Ability= ‘噴火’ where ID = 4;

　　接著，蛇精（事務A）還想再查看一次用于確認四娃的信息，于是又執(zhí)行了

　　select * from T where ID = 4;//名稱：四娃 能力：噴火

　　這時候她驚訝地發(fā)現(xiàn)兩次讀出來四娃的信息，能力竟然不相同！這就是不可重復讀。

　　（2） 不可重復讀：指在自己的事務中讀取兩次，前后的數(shù)據(jù)不一樣

　　第三天

　　事務A（蛇精）訪問了數(shù)據(jù)庫，她想要看看到底已經(jīng)誕生的葫蘆娃有哪些，于是她執(zhí)行了

　　select * from T; //查出一共有四條葫蘆娃信息

　　這時候因為五娃誕生了，所以事務B（爺爺）打開了數(shù)據(jù)庫并將五娃的信息錄入

　　insert into T values （5， ‘五’，‘噴水’）;

　　這時候，事務A（蛇精）想要再查詢一次所有已誕生的葫蘆娃信息進行確認，于是又執(zhí)行了查詢

　　select * from T; //查出一共有五條葫蘆娃信息

　　這個時候事務A（蛇精）可能就會蒙了，以為自己產(chǎn)生了幻覺。這種情況就叫“幻讀。

　　（3） 幻讀：指在自己的事務中兩個連續(xù)的查找之間一個并發(fā)的修改事務修改了查詢的數(shù)據(jù)集，導致這兩個查詢返回了不同的結(jié)果（注：不可重復讀與幻讀很相似，不可重復讀的重點是修改，而幻讀的重點在于新增或者刪除）

　　數(shù)據(jù)庫的隔離級別

　　想要避免以上的情況，我們可以通過設置數(shù)據(jù)庫的隔離級別（結(jié)合實際場景選擇最適合的級別）。一般數(shù)據(jù)庫都包括以下四種隔離級別：

　　讀未提交（Read Uncommitted）

　　讀提交（Read Committed）

　　可重復讀（Repeated Read）

　　串行化（Serializable）

　　這里以MySQL為例，在MySQL中事務隔離級別分為以下四級：

　　0級：TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED 一切都可發(fā)生

　　1級：TRANSACTION_READ_COMMITTED--不可以發(fā)生臟讀，不可重復讀和幻讀可以發(fā)生

　　2級：TRANSACTION_REPEATABLE_READ--不可以發(fā)生臟讀和重復讀，可以發(fā)生幻讀

　　3級：TRANSACTION_SERIALIZABLE --都不可發(fā)生

　　（1） 讀未提交（TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED）

　　讀未提交，指可以讀到未提交的內(nèi)容。因為這種隔離級別下查詢是不會加鎖的，所以可能會產(chǎn)生“臟讀”、“不可重復讀”、“幻讀”。在實際開發(fā)中如無特殊情況基本是不會使用該隔離級別的。

　　（2） 讀提交（TRANSACTION_READ_COMMITTED）

　　讀提交，指只能讀到已經(jīng)提交了的內(nèi)容。這是最常用的一種隔離級別也是Oracle和SQLServer的默認級別，該級別可以有效地避免臟讀。（注意：除非顯示加鎖如共享鎖、排他鎖，否則查詢是默認不加鎖的。而區(qū)別于“讀未提交”，“讀提交”可避免臟讀的原因是采用了 “快照讀”）

　　（3） 可重復讀（TRANSACTION_REPEATABLE_READ）

　　可重復讀，該級別可以有效的避免“不可重復讀”，也是MySQL數(shù)據(jù)庫innodb默認的級別。在這個級別下，普通的查詢同樣是使用的“快照讀”，但是，和“讀提交”不同的是，當事務啟動時就不允許進行Update操作，而“不可重復讀”是因為兩次讀取之間進行了數(shù)據(jù)的修改所導致的。因此“可重復讀”能夠有效的避免“不可重復讀”，但卻避免不了“幻讀”，因為幻讀是由于“插入或者刪除操作”而產(chǎn)生的。

　　（4） 串行化（TRANSACTION_SERIALIZABLE）

　　串行化是數(shù)據(jù)庫最高的隔離級別，這種級別下事務串行化一個一個排隊順序執(zhí)行，可避免臟讀、不可重復讀、幻讀。安全性高相應的執(zhí)行效率低，性能開銷也最大，在實際開發(fā)中比較少用。

　　快照讀

　　數(shù)據(jù)庫讀分為：一致非鎖定讀、鎖定讀，上面提到“快照讀”也就是非鎖定讀。可簡單理解為執(zhí)行SELECT語句的時候會生成一個快照。

　　注意：不同事務隔離級別下，快照讀是存在區(qū)別的：

　　READ COMMITTED 隔離級別下，事務中每次讀取都會重新生成一個快照，所以每次快照都是最新的。因此事務中每次執(zhí)行SELECT也可以看到其它已commit事務所作的更改，因為讀取的是快照所以有效地避免了臟讀的情況。而假設如果沒有“快照讀（一致非鎖定讀）”使用的是“鎖定讀”，那么當一個更新的事務沒有提交時，另一個對更新數(shù)據(jù)進行查詢的事務會因為無法查詢而被阻塞，這種情況下并發(fā)能力及效率相對比較差。

　　REPEATED READ 隔離級別下，快照會在事務中第一次SELECT語句執(zhí)行時生成，只有在本事務中對數(shù)據(jù)進行更改Update才會更新快照，因此，只有第一次SELECT之前其它已提交事務所作的更改可以看到。

　　總結(jié)

　　事務的隔離性指：事務間是相互獨立的，不會互相影響，既一個事務內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對并發(fā)的其他事務是隔離的。當沒有進行事務隔離時可能會出現(xiàn)臟讀、幻讀、不可重復讀等情況。通過結(jié)合實際情況設置合理的隔離級別可以有效地避免以上問題。

　　數(shù)據(jù)庫中常見的四個隔離級別：讀未提交、讀提交、可重復讀和串行化，其中讀提交在實際開發(fā)中是比較常用的。而在其中引出了一個“讀快照”的概念，要注意的是不同隔離級別下“讀快照”是存在區(qū)別的，通過使用“讀快照”使得在發(fā)生并發(fā)操作時效率有所提升。