【数据库基础】数据库中隔离性的四种级别及锁机制

事务的隔离性一般分为4个级别:

1. Read Uncommitted 未授权读取,实质上该级别允许读取未提交的数据,就是允许脏读。如果一个事务A读取了一条记录 r,并修改了该记录,事务A尚未提交时,事务B读取了r,如果事务A最后回滚了(因某种原因),那么事务B读了一条无效的记录。[1]给的例子,如果事务A对某一个值进行了 加1 操作 10 次,事务B能读取其中的中间值 2,3,4… ,这一系列中间值的读取就是未授权读取。

2. Read Committed 授权读取,也叫只读已提交数据,不允许脏读了。如果事务A对读取了一条记录 r1,并修改了该记录为 r2,事务A尚未提交时,事务B读取该记录,依然是原来的 r1,当事务A committed以后,事务B才能读取事务A修改后的值 r2,这就是授权读取,不会读中间数据,只读最终提交的数据。

但是,这有个问题,不可重复读问题(在一个事务范围内,执行2个相同的查询,查询的结果不同,因为有其他事务update了数据)。事务A事先读取了数据,事务B紧接了更新了数据,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 [2],造成了不可重复读。

3. Repeatable Read 可重复读,该隔离界别是多次读取同一条记录时,读取结果相同。这是禁止了不可重复读,实质上,当事务A读取记录r1时,不允许其他事务修改 r1,如果修改,需要等待事务A处理结束。说个额外有趣的,当事务A在修改数据时,发生了查询怎么办?实际应用中,是给数据和查询加了一个SCN (System change number),简单的说,为每一个查询添加一个时间戳,然后对比记录的时间戳,详见 [3]。

但是还是有问题,无法解决幻读问题,比如事务A 将 T表 中所有工资不到 10000元 的员工的工资改为10000元,在事务A执行结束尚未提交时,事务B又插入了一条(或删除操作)工资不满10000元的员工记录,然后再提交事务A,事务B。事务A好像发生了幻觉,没有操作成功一样,这是因为“可重复读”锁定的是,已经读取的记录,而不是锁定整张表(或者超出读取范围的数据),可重复读限制了事务本身涉及数据的update行为,但是无法限制事务自身以外的数据。我们可以使用表锁或者范围锁。

4. Serializable 串行化,这是最严苛的事务隔离级别。将所有事务串行化执行,简单暴力,直觉低效(但是也看场合)。

实际应用中,更多的是采用乐观锁,去保证数据的一致性,提高效率。最后说一下,乐观锁和悲观锁不是“锁”,以后补充。

并发控制机制

悲观锁:假定会发生并发冲突,屏蔽一切可能违反数据完整性的操作。

乐观锁:假设不会发生并发冲突,只在提交操作时检查是否违反数据完整性。乐观锁不能解决脏读的问题。

最常用的处理多用户并发访问的方法是加锁。当一个用户锁住数据库中的某个对象时,其他用户就不能再访问该对象。加锁对并发访问的影响体现在锁的粒度上。比如,放在一个表上的锁限制对整个表的并发访问;放在数据页上的锁限制了对整个数据页的访问;放在行上的锁只限制对该行的并发访问。可见行锁粒度最小,并发访问最好,页锁粒度最大,并发访问性能就会越低。

悲观锁:假定会发生并发冲突,屏蔽一切可能违反数据完整性的操作。[1] 悲观锁假定其他用户企图访问或者改变你正在访问、更改的对象的概率是很高的,因此在悲观锁的环境中,在你开始改变此对象之前就将该对象锁住,并且直到你提交了所作的更改之后才释放锁。悲观的缺陷是不论是页锁还是行锁,加锁的时间可能会很长,这样可能会长时间的锁定一个对象,限制其他用户的访问,也就是说悲观锁的并发访问性不好。

乐观锁:假设不会发生并发冲突,只在提交操作时检查是否违反数据完整性。[1] 乐观锁不能解决脏读的问题。 乐观锁则认为其他用户企图改变你正在更改的对象的概率是很小的,因此乐观锁直到你准备提交所作的更改时才将对象锁住,当你读取以及改变该对象时并不加锁。可见乐观锁加锁的时间要比悲观锁短,乐观锁可以用较大的锁粒度获得较好的并发访问性能。但是如果第二个用户恰好在第一个用户提交更改之前读取了该对象,那么当他完成了自己的更改进行提交时,数据库就会发现该对象已经变化了,这样,第二个用户不得不重新读取该对象并作出更改。这说明在乐观锁环境中,会增加并发用户读取对象的次数。

      从数据库厂商的角度看,使用乐观的页锁是比较好的,尤其在影响很多行的批量操作中可以放比较少的锁,从而降低对资源的需求提高数据库的性能。再考虑聚集索引。在数据库中记录是按照聚集索引的物理顺序存放的。如果使用页锁,当两个用户同时访问更改位于同一数据页上的相邻两行时,其中一个用户必须等待另一个用户释放锁,这会明显地降低系统的性能。interbase和大多数关系数据库一样,采用的是乐观锁,而且读锁是共享的,写锁是排他的。可以在一个读锁上再放置读锁,但不能再放置写锁;你不能在写锁上再放置任何锁。锁是目前解决多用户并发访问的有效手段。

    综上所述:在实际生产环境里边,如果并发量不大且不允许脏读,可以使用悲观锁解决并发问题;但如果系统的并发非常大的话,悲观锁定会带来非常大的性能问题,所以我们就要选择乐观锁定的方法.

 

    原文作者:数据库基础
    原文地址: https://my.oschina.net/maojindaoGG/blog/1784698
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
点赞