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在現(xiàn)代的信息化社會中，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是無處不在的。無論是互聯(lián)網(wǎng)還是各種企業(yè)信息系統(tǒng)都離不開數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的作用是保存和管理數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性非常重要。其中，數(shù)據(jù)庫的隔離特性是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中非常重要的一環(huán)，它直接關系到數(shù)據(jù)的一致性和完整性。
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隔離特性是指在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，要求不同的事務互不干擾，可以并行執(zhí)行，且保證數(shù)據(jù)一致性和完整性的性質。在實際的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，我們常常需要同時運行多個事務，因此要保證事務之間互相獨立，不會產生干擾和沖突。對于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的隔離特性，可以從以下幾個方面來詳細討論。
一、事務的概念
在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，事務是數(shù)據(jù)庫操作的最小單位，它是一系列操作的，這些操作構成了一個不可分割的工作單元。如果所有操作都成功執(zhí)行，則事務被提交，將對數(shù)據(jù)進行更新，否則它將被回滾并撤消對數(shù)據(jù)庫的操作。事務有四個基本特性，即原子性、一致性、隔離性和持久性。
二、隔離的必要性
我們都知道，不同的事務之間可能會同時操作同一份數(shù)據(jù)，如果沒有隔離性，就會出現(xiàn)臟讀、不可重復讀和幻讀等問題。所謂臟讀是指一個事務讀取了另一個事務未提交的數(shù)據(jù)，這樣讀取的數(shù)據(jù)是不可靠的。不可重復讀是指一個事務重復讀取同一數(shù)據(jù)行，但在這個過程中，其他已提交的事務可能對同一數(shù)據(jù)行進行了修改，這就導致了不一致的結果?；米x則是指一個事務在前后兩次查詢中查到了不同的數(shù)據(jù)，原因是在查詢中間有其它事務插入了新的記錄。
因此，為了保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性，就需要數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供隔離特性，避免各種沖突和問題的出現(xiàn)。
三、事務隔離的級別
為了解決因并發(fā)執(zhí)行多個事務而產生的問題，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了多個事務隔離級別。在標準的SQL92標準中，定義了四個隔離級別，分別是讀未提交（Read Uncommitted）、讀提交（Read Committed）、可重復讀（Repeatable Read）和序列化（Serializable）。不同的隔離級別會給數(shù)據(jù)的一致性和完整性帶來不同的影響。
1. 讀未提交
讀未提交隔離級別是更低的級別，它允許一個事務讀取另一個事務未提交的數(shù)據(jù)。這種隔離級別可能導致臟讀、不可重復讀和幻讀等問題，因此很少使用。
2. 讀提交
這個隔離級別要求一個事務只能讀取另一個事務已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，這樣能確保不會產生臟讀問題。但它仍然有可能出現(xiàn)不可重復讀和幻讀問題。
3. 可重復讀
可重復讀隔離級別要求一個事務可以多次讀取同一份數(shù)據(jù)，而其他事務不能修改這些數(shù)據(jù)。這種隔離級別可以避免臟讀和不可重復讀問題，但仍有可能出現(xiàn)幻讀問題。
4. 序列化
序列化隔離級別是更高的隔離級別，它要求所有的事務按照一個序列執(zhí)行，這樣可以避免所有并發(fā)問題，但是會對性能造成很大的影響。
四、數(shù)據(jù)庫隔離的實現(xiàn)
為了實現(xiàn)不同的隔離級別，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用了一系列的技術手段。其中，最常用的技術有鎖和版本控制。
1. 鎖機制
鎖機制可以實現(xiàn)事務的隔離，使各個事務在競爭資源時遵循嚴格的順序。鎖的種類有共享鎖和排它鎖。共享鎖是用于保護讀取操作的，多個并發(fā)事務可以同時取得共享鎖。排它鎖則是用于保護寫入操作的，一個事務在進行寫操作時需要獲取獨占鎖，其他事務則不能同時進行讀或寫操作。
2. 版本控制
版本控制是另一種實現(xiàn)事務隔離的技術，它可以避免讀寫沖突，每個事務都可以訪問自己的數(shù)據(jù)版本。版本控制技術通過為每個數(shù)據(jù)庫行創(chuàng)建多個版本來實現(xiàn)。每次事務修改數(shù)據(jù)時，都會為該數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個新版本，并在舊版本上添加新的版本號。其他事務則可以繼續(xù)讀取舊版本的數(shù)據(jù)，直到該版本被當前事務修改為止。
五、
數(shù)據(jù)庫的隔離特性是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中非常重要的一環(huán)，它直接關系到數(shù)據(jù)的一致性和完整性。事務隔離的級別不同，對數(shù)據(jù)的影響也不同。為了實現(xiàn)不同的隔離級別，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用了一系列的技術手段，如鎖和版本控制等。通過完善的隔離特性，可以盡可能地避免因并發(fā)操作而導致的各種問題和矛盾，確保數(shù)據(jù)的正確性和穩(wěn)定性，提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
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mysql 的事務隔離級別 及各個隔離級別應用場景,詳細
默認的行為（不帶session和global）是為下一個（未開始）事務設置隔離級別褲兄。如果你使用GLOBAL關鍵字，語句在全局對從那點開始創(chuàng)建的所有新連接（除了不存在的連接）設置默認事務級別。
使用SESSION 關鍵字為將來在當前連接上執(zhí)行的事務設置默認事務級別。滾爛 任何客戶端都能自由改變會話隔離級別（甚至在事務的中間胡備襲），或者為下一個事務設置隔離級別。
術式之后皆為邏輯，一切皆為需求和實現(xiàn)。希望此文能從需求、現(xiàn)狀和解決方式的角度幫大家理解隔離級別。
隔離級別的產生
在串型執(zhí)行的條件下，數(shù)據(jù)修改的順序是固定的、可預期的結果，但是并發(fā)執(zhí)行的情況下，數(shù)據(jù)的修改是不可預期的，也不固定，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)修改在并發(fā)執(zhí)行的情況下得到一個固定、可預期的結果，由此產生了隔離級別。
所以隔離級別的作用是用來平衡數(shù)據(jù)庫并發(fā)訪問與數(shù)據(jù)一致性的方法。
事務的4種隔離級別
READ UNCOMMITTED 行豎 未提交讀，可以讀取未提交的數(shù)據(jù)。READ COMMITTED已提交讀，對于鎖定讀(select with for update 或者 for share)、update 和 delete 語句，InnoDB 僅鎖定索引記錄，而不鎖定它們之間的間隙，因此允許在鎖定的記錄旁邊自由插入新記錄。Gap locking 僅用于外鍵約束檢查和重復鍵檢查。REPEATABLE READ可重復讀，事務中的一致性讀取讀取的是事務之一次讀取所建立的快照。SERIALIZABLE序列化
在了解了 4 種隔離級別的需求后，在采用鎖控制隔離級別的基礎上，我們需要了解加鎖的對象(數(shù)據(jù)本身&間隙)，以及了解整個數(shù)據(jù)范圍的全集組成。
數(shù)據(jù)范圍全集組成
SQL 語句根據(jù)條件判斷不需要掃描的數(shù)據(jù)范圍（不加鎖）；
SQL 語句根據(jù)條件掃描到的可能需要加鎖的數(shù)據(jù)范圍；
以單個數(shù)據(jù)范圍為例，數(shù)據(jù)范圍全集包含：（數(shù)據(jù)范圍不一定是連續(xù)的值，也可能是間隔的值組成）
1. 數(shù)據(jù)已經(jīng)填充了整個數(shù)據(jù)范圍：（被完全填充的數(shù)據(jù)范圍，不存在數(shù)據(jù)間隙）
整形，對值具有唯一約束條件的數(shù)據(jù)范圍 1～5 ，
已有數(shù)據(jù)1、2、3、4、5，此時數(shù)據(jù)范圍已被完全填充；
整形，對值具有唯一約束條件的數(shù)據(jù)范圍 1 和 5 ，
已有數(shù)據(jù)1、5，此時數(shù)據(jù)范圍已被完全填充；
2. 數(shù)據(jù)填充了部分數(shù)據(jù)范圍：（未被完全填充的數(shù)據(jù)范圍，是存在數(shù)據(jù)間隙）
整形的數(shù)據(jù)范圍 1～5 ，
已有數(shù)據(jù) 1、2、3、4、5，但是因為沒有唯一約束，
所以數(shù)據(jù)范圍可以繼續(xù)被 1～5 的數(shù)據(jù)重復填充；
整形，具有唯一約束條件的數(shù)據(jù)范圍 1～5 ，
已有數(shù)據(jù) 2，5，此時數(shù)據(jù)范圍未被完全填充，還可以填充 1、3、4 ；
3. 數(shù)據(jù)范圍內沒有任何數(shù)據(jù)（存在間隙）
如下：
整形的數(shù)據(jù)范圍 1～5 ，數(shù)據(jù)范圍內當前沒有任何數(shù)據(jù)。
在了解了數(shù)據(jù)全集的組成后，我們再來看看事務并發(fā)時，會帶來的問題。
無控制的并發(fā)所帶來的問題
并發(fā)事務如果不加以控制的話會帶來一些問題，主要包括以下幾種情況。
1. 范圍內已有數(shù)據(jù)更改導致的：
更新丟失：當多個事務選擇了同一行，然后基于最初選定的值更新該行時，
由于每個事物不知道其陸塌他事務的存在，最后的更新就會覆蓋其他事務所做的更新；
臟讀： 一個事務正在對一條記錄做修改，這個事務完成并提交前，這條記錄就處于不一致狀態(tài)。
這時，另外一個事務也來讀取同一條記錄，如果不加控制，
第二個事務讀取了這些“臟”數(shù)據(jù)，并據(jù)此做了進一步的處理，就會產生提交的數(shù)據(jù)依賴關系。
這種現(xiàn)象就叫“臟讀”。
2. 范圍內數(shù)據(jù)量發(fā)生了變化導致：
不可重復讀：一個事早帶圓務在讀取某些數(shù)據(jù)后的某個時間，再次讀取以前讀過的數(shù)據(jù)，
卻發(fā)現(xiàn)其讀出的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生了改變，或者某些記錄已經(jīng)被刪除了。
這種現(xiàn)象就叫“不可重復讀”。
幻讀：一個事務按相同的查詢條件重新讀取以前檢索過的數(shù)據(jù)，
卻發(fā)現(xiàn)其他事務插入了滿足其查詢條件的新數(shù)據(jù)，這種現(xiàn)象稱為“幻讀”。
可以簡單的認為滿足條件的數(shù)據(jù)量變化了。
因為無控制的并發(fā)會帶來一系列的問題，這些問題會導致無法滿足我們所需要的結果。因此我們需要控制并發(fā)，以實現(xiàn)我們所期望的結果(隔離級別)。
MySQL 隔離級別的實現(xiàn)
InnoDB 通過加鎖的策略來支持這些隔離級別。
行鎖包含：
Record Locks
索引記錄鎖，索引記錄鎖始終鎖定索引記錄，即使表中未定義索引，
這種情況下，InnoDB 創(chuàng)建一個隱藏的聚簇索引，并使用該索引進行記錄鎖定。
Gap Locks
間隙鎖是索引記錄之間的間隙上的鎖，或者對之一條記錄之前或者最后一條記錄之后的鎖。
間隙鎖是性能和并發(fā)之間權衡的一部分。
對于無間隙的數(shù)據(jù)范圍不需要間隙鎖，因為沒有間隙。
Next-Key Locks
索引記錄上的記錄鎖和索引記錄之前的 gap lock 的組合。
假設索引包含 10、11、13 和 20。
可能的next-key locks包括以下間隔，其中圓括號表示不包含間隔端點，方括號表示包含端點：
(負無窮大, 10> (10, 11> (11, 13> (13, 20> (20, 正無窮大)對于最后一個間隔，next-key將會鎖定索引中更大值的上方，
左右滑動進行查看
“上確界”偽記錄的值高于索引中任何實際值。
上確界不是一個真正的索引記錄，因此，實際上，這個 next-key 只鎖定更大索引值之后的間隙。
基于此，當獲取的數(shù)據(jù)范圍中，數(shù)據(jù)已填充了所有的數(shù)據(jù)范圍，那么此時是不存在間隙的，也就不需要 gap lock。
對于數(shù)據(jù)范圍內存在間隙的，需要根據(jù)隔離級別確認是否對間隙加鎖。
默認的 REPEATABLE READ 隔離級別，為了保證可重復讀，除了對數(shù)據(jù)本身加鎖以外，還需要對數(shù)據(jù)間隙加鎖。
READ COMMITTED 已提交讀，不匹配行的記錄鎖在 MySQL 評估了 where 條件后釋放。
對于 update 語句，InnoDB 執(zhí)行 “semi-consistent” 讀取，這樣它會將最新提交的版本返回到 MySQL，
以便 MySQL 可以確定該行是否與 update 的 where 條件相匹配。
總結&延展：
唯一索引存在唯一約束，所以變更后的數(shù)據(jù)若違反了唯一約束的原則，則會失敗。
當 where 條件使用二級索引篩選數(shù)據(jù)時，會對二級索引命中的條目和對應的聚簇索引都加鎖；所以其他事務變更命中加鎖的聚簇索引時，都會等待鎖。
行鎖的增加是一行一行增加的，所以可能導致并況下死鎖的發(fā)生。
例如，
在 session A 對符合條件的某聚簇索引加鎖時，可能 session B 已持有該聚簇索引的 Record Locks，而 session B 正在等待 session A 已持有的某聚簇索引的 Record Locks。
session A 和 session B 是通過兩個不相干的二級索引定位到的聚簇索引。
session A 通過索引 idA，session B通過索引 idB 。
當 where 條件獲取的數(shù)據(jù)無間隙時，無論隔離級別為 rc 或 rr，都不會存在間隙鎖。
比如通過唯一索引獲取到了已完全填充的數(shù)據(jù)范圍，此時不需要間隙鎖。
間隙鎖的目的在于阻止數(shù)據(jù)插入間隙，所以無論是通過 insert 或 update 變更導致的間隙內數(shù)據(jù)的存在，都會被阻止。
rc 隔離級別模式下，查詢和索引掃描將禁用 gap locking，此時 gap locking 僅用于外鍵約束檢查和重復鍵檢查（主要是唯一性檢查）。
rr 模式下，為了防止幻讀，會加上 Gap Locks。
事務中，SQL 開始則加鎖，事務結束才釋放鎖。
就鎖類型而言，應該有優(yōu)化鎖，鎖升級等，例如rr模式未使用索引查詢的情況下，是否可以直接升級為表鎖。
就鎖的應用場景而言，在回放場景中，如果確定事務可并發(fā)，則可以考慮不加鎖，加快回放速度。
鎖只是并發(fā)控制的一種粒度，只是一個很小的部分：
從不同場景下是否需要控制并發(fā)，(已知無交集且有序的數(shù)據(jù)的變更，MySQL 的 MTS 相同前置事務的多事務并發(fā)回放)
并發(fā)控制的粒度，(鎖是一種邏輯粒度，可能還存在物理層和其他邏輯粒度或方式)
相同粒度下的優(yōu)化，(鎖本身存在優(yōu)化，如IX、IS類型的優(yōu)化鎖)
粒度加載的安全&性能(如獲取行鎖前，先獲取頁鎖，頁鎖在執(zhí)行獲取行鎖操作后即釋放，無論是否獲取成功)等多個層次去思考并發(fā)這玩意。
數(shù)據(jù)庫隔離的特性的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內容，更多關于數(shù)據(jù)庫隔離的特性,數(shù)據(jù)庫隔離特性：保證數(shù)據(jù)一致性和完整性,mysql 的事務隔離級別 及各個隔離級別應用場景,詳細的信息別忘了在本站進行查找喔。
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本文名稱：數(shù)據(jù)庫隔離特性：保證數(shù)據(jù)一致性和完整性 (數(shù)據(jù)庫隔離的特性)
文章出自：http://www.fisionsoft.com.cn/article/cdosehe.html
