事务隔离级别与表锁的关系

Question

事务隔离级别与表锁的关系

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我已经了解了四个隔离级别：

Isolation Level       Dirty Read    Nonrepeatable Read  Phantom Read  
READ UNCOMMITTED      Permitted       Permitted           Permitted
READ COMMITTED              --        Permitted           Permitted
REPEATABLE READ             --             --             Permitted
SERIALIZABLE                --             --              --

我想了解每种事务隔离级别对表所施加的锁定作用。

READ UNCOMMITTED - no lock on table
READ COMMITTED - lock on committed data
REPEATABLE READ - lock on block of sql(which is selected by using select query)
SERIALIZABLE - lock on full table(on which Select query is fired)

以下是事务隔离中可能发生的三种现象：

脏读- 无锁

不可重复读- 在提交的数据上加锁，避免脏读

幻读- 对选择某个SQL块（使用select查询）进行锁定

我想了解这些隔离级别在哪里定义：仅在JDBC / Hibernate级别还是也在数据库中定义

备注：我已查看Oracle中的隔离级别链接，但它们看起来很混乱，并且只讨论特定于数据库的内容

- lowLatency

5

这完全取决于数据库。不同的数据库可能会使用不同的隔离级别算法。有些数据库可能会使用MVCC（在选择查询上不加锁），有些则使用严格的两阶段锁定（共享和排他锁）。 - brb tea

4个回答

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如brb tea所说，这取决于数据库实现和他们使用的算法: MVCC或两阶段锁定。

CUBRID (开源关系型数据库管理系统) 解释了这两种算法的思想:

两阶段锁定（2PL）

第一种方法是当T2事务试图更改A记录时，它知道T1事务已经更改了A记录，并等待T1事务完成，因为T2事务无法知道T1事务是否提交或回滚。这种方法称为两阶段锁定（2PL）。

多版本并发控制（MVCC）

另一种方法是允许T1和T2事务各自拥有其自己的更改版本。即使T1事务将A记录从1更改为2，T1事务仍将原始值1保留不变，并写入T1事务版本的A记录为2。然后，以下T2事务将A记录从1更改为3，而不是从2更改为4，并写入T2事务版本的A记录为3。

当T1事务回滚时，如果2，即T1事务版本，未应用于A记录，则无关紧要。之后，如果T2事务提交，则3，即T2事务版本，将应用于A记录。如果T1事务先于T2事务提交，则A记录将更改为2，然后在提交T2事务时更改为3。最终数据库状态与独立执行每个事务的状态相同，没有对其他事务产生任何影响。因此，它满足ACID属性。这种方法称为多版本并发控制（MVCC）。

MVCC允许并发修改，但会增加内存开销（因为必须维护相同数据的不同版本）和计算开销（在REPETEABLE_READ级别中，您不能丢失更新，因此必须检查数据的版本，就像Hiberate使用 Optimistic Locking一样）。

在2PL中，事务隔离级别控制以下内容：

无论读取数据时是否采取锁以及请求的锁类型。持有读取锁的时间有多长。引用另一个事务修改的行的读操作: 阻塞，直到该行上的排他锁被释放。检索在语句或事务开始时存在的行的提交版本。读取未提交的数据修改。

选择事务隔离级别不会影响获取保护数据修改的锁。无论为该事务设置了什么隔离级别，事务始终会对其修改的任何数据获得独占锁，并保持该锁直到事务完成。对于读操作，事务隔离级别主要定义了保护其他事务所做修改影响的级别。

较低的隔离级别增加了许多用户同时访问数据的能力，但也增加了用户可能遇到的并发效应，例如脏读或丢失更新。

在SQL Server中，锁和隔离级别之间的关系有具体的例子（使用2PL，除了READ_COMMITED且READ_COMMITTED_SNAPSHOT=ON）。

READ_UNCOMMITED: 不会发出共享锁，以防止其他事务修改当前事务读取的数据。 READ UNCOMMITTED 事务也不会被排他锁阻止，这些锁将阻止当前事务读取已被其他事务修改但未提交的行。[...]
READ_COMMITED:
- 如果 READ_COMMITTED_SNAPSHOT 设置为 OFF（默认值）：使用共享锁来防止其他事务在当前事务运行读操作时修改行。共享锁还会阻止语句从已被其他事务修改的行中读取，直到其他事务完成为止。[...] 在处理下一行之前，行锁将被释放。[...]
- 如果 READ_COMMITTED_SNAPSHOT 设置为 ON，则数据库引擎使用行版本控制，向每个语句提供一个事务一致的数据快照，该数据快照反映了语句开始时的数据状态。锁不用于保护数据免受其他事务的更新。
REPETEABLE_READ: 对事务中每个语句读取的所有数据都放置共享锁，并保持直到事务完成。
SERIALIZABLE: 在事务执行期间，范围锁定在与每个语句的搜索条件匹配的键值范围内。[...] 范围锁将保持到事务完成。

- gabrielgiussi

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锁定始终在数据库层面上进行。

从Oracle官方文档中可以了解到：

为避免事务冲突，数据库管理系统使用锁定机制，这些机制用于阻止其他人对正在被事务访问的数据进行访问。（请注意，在自动提交模式下，每个语句都是一个事务，锁仅保留一个语句。）设置锁定后，该锁定一直有效，直到事务提交或回滚。例如，数据库管理系统可以锁定一个表的行，直到对其进行的更新已经提交。这个锁的效果是防止用户获得脏读取，也就是在数据变得持久之前读取值。（访问未提交的更新值被认为是“脏读取”，因为该值有可能回滚到以前的值。如果您读取稍后会回滚的值，则读取的值将无效。）

锁的设置方式由所谓的事务隔离级别（transaction isolation level）决定，它可以从完全不支持事务到支持强制执行非常严格的访问规则。

一个事务隔离级别的例子是 TRANSACTION_READ_COMMITTED，它将不允许在提交之前访问任何值。换句话说，如果将事务隔离级别设置为 TRANSACTION_READ_COMMITTED，则数据库管理系统不允许发生脏读取。接口 Connection 包括五个值，代表您可以在JDBC中使用的事务隔离级别。

- Goyal Vicky

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关于“读已提交（READ COMMITTED）”——我认为一个更好的演示例子如下：

假设：数据 a = 10; 线程 A、B、C

1. A 执行 A = A + 1 ==> A = 11；同时，B 和 C 尝试更新该数据但因为锁而等待。

2. A 提交数据后，B 查询 A = 11。同时，C 更新 A = A + 1 = 12。问题在于，B 再次查询 A = 12，同一事务中存在不一致的两个查询结果。

如果我错了，请纠正我。

- cherryCode

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可以查看英文原文，
原文链接

- Luiggi Mendoza · Accepted Answer

我希望了解每个事务隔离级别对表所施加的锁的情况。例如，您有三个并发进程A、B和C。A开始一个事务，写入数据并提交/回滚（取决于结果）。B只执行一个SELECT语句来读取数据。C读取和更新数据。所有这些进程都在同一张表T上工作。

READ UNCOMMITTED - 数据表无锁。你可以在写入数据的同时读取表中的数据。这意味着A写入的数据（未提交）可以被B读取并用于任何目的，即使A执行回滚，B仍然可以读取并使用数据。这是最快但最不安全的处理数据的方式，因为它可能导致在不相关的物理表中产生数据空洞（是的，在实际应用程序中两个表可以是逻辑上但不是物理上相关的）。
READ COMMITTED - 锁定已提交的数据。你只能读取已提交的数据。这意味着A写入数据后，B无法读取A保存的数据，直到A执行提交。问题在于C可以更新由B读取和使用的数据，而B客户端将没有更新的数据。
REPEATABLE READ - 锁定一块SQL（通过使用select查询选择）。这意味着B在某些条件下读取数据，例如WHERE aField > 10 AND aField < 20，A插入aField值介于10和20之间的数据，然后B再次读取数据并得到不同的结果。
SERIALIZABLE - 锁定整个表（在执行Select查询时）。这意味着B读取数据并且没有其他事务可以修改表上的数据。这是处理数据最安全但最慢的方式。此外，由于简单的读取操作锁定了整个表，这可能会在生产环境中导致严重问题：想象一下T表是发票表，用户X想知道当天的发票，而用户Y想创建新的发票，因此当X执行发票读取时，Y无法添加新的发票（当涉及到金钱时，人们会变得非常生气，特别是老板们）。

我想了解我们是在JDBC / Hibernate级别还是在数据库中定义这些隔离级别。

使用JDBC，您可以使用Connection#setTransactionIsolation进行定义。

使用Hibernate：

<property name="hibernate.connection.isolation">2</property>

在哪里？

1：读取未提交的数据（READ UNCOMMITTED）
2：读取已提交的数据（READ COMMITTED）
4：可重复读取的数据（REPEATABLE READ）
8：串行化的数据（SERIALIZABLE）

Hibernate配置可以从这里获取（抱歉，它是用西班牙语写的）。

顺便说一下，您也可以在RDBMS上设置隔离级别：

MySQL隔离级别,
SQL Server隔离级别
Informix隔离级别（个人注释：我永远不会忘记“SET ISOLATION TO DIRTY READ”这句话）

等等……