在数据库系统中,事务的隔离性(Isolation)是其四大特性(ACID)之一。当多个事务并发执行时,可能会相互干扰,导致数据不一致。为了解决这个问题,SQL标准定义了不同的事务隔离级别,以在数据一致性和系统并发性之间取得平衡。
并发事务带来的问题
在讨论隔离级别之前,我们先了解并发事务可能引发的三种主要问题:
脏读 (Dirty Read): 一个事务读取到了另一个事务尚未提交的数据。如果后一个事务最终选择回滚,那么第一个事务读取到的就是临时的、无效的“脏”数据。
不可重复读 (Non-Repeatable Read): 在同一个事务内,两次执行同样的查询返回了不同的结果。这通常是因为在两次查询之间,有另一个事务提交了对这些数据的更新或删除操作。重点在于“读”到了数据的变化。
幻读 (Phantom Read): 在同一个事务内,第二次查询比第一次查询多出了一些“幻影”行。这通常是因为在两次查询之间,有另一个事务提交了插入新行的操作。不可重复读侧重于数据的修改或删除,而幻读侧重于数据的增加。
四种标准隔离级别
SQL 标准定义了四种事务隔离级别,从低到高分别是:
读未提交 (Read Uncommitted)
这是最低的隔离级别。一个事务可以读取到其他事务尚未提交的数据。
- 存在问题: 脏读、不可重复读、幻读。
- 优点: 并发能力最强,但数据一致性最差。
- 应用场景: 几乎没有实际应用场景,因为它连最基本的脏读都无法避免。
读已提交 (Read Committed)
一个事务只能读取到其他事务已经提交的数据。
- 解决问题: 避免了脏读。
- 存在问题: 不可重复读、幻读。
- 特点: 这是大多数主流数据库(如 Oracle, SQL Server, PostgreSQL)的默认隔离级别。
可重复读 (Repeatable Read)
确保在同一个事务中,多次读取同一行数据的结果是一致的。
- 解决问题: 避免了脏读和不可重复读。
- 存在问题: 理论上存在幻读。
- 特点: 这是 MySQL (InnoDB 引擎) 的默认隔离级别。值得注意的是,InnoDB 通过多版本并发控制(MVCC)和
next-key locking
机制,在很大程度上解决了幻读问题,使得在默认配置下,幻读问题很少出现。
串行化 (Serializable)
这是最高的隔离级别。它强制事务串行执行,一个接一个地处理,完全避免了并发问题。
- 解决问题: 避免了脏读、不可重复读和幻读。
- 优点: 数据一致性最好。
- 缺点: 并发性能最差,因为事务需要排队等待,系统吞吐量会显著下降。
总结
下表清晰地展示了各个隔离级别与它们能解决的问题之间的关系:
隔离级别 | 脏读 (Dirty Read) | 不可重复读 (Non-Repeatable Read) | 幻读 (Phantom Read) |
---|---|---|---|
读未提交 (Read Uncommitted) | 允许 | 允许 | 允许 |
读已提交 (Read Committed) | 解决 | 允许 | 允许 |
可重复读 (Repeatable Read) | 解决 | 解决 | 允许 |
串行化 (Serializable) | 解决 | 解决 | 解决 |