什么是脏读、不可重复读、幻读讲解

数据库隔离级别是数据库管理系统中一个重要的概念,它定义了事务之间的可见性和影响。在多用户并发访问数据库时,隔离级别能够确保事务之间的相互独立性,避免数据不一致的问题。本文将深入探讨三种常见的并发问题:脏读、不可重复读和幻读。

一、脏读(Dirty Read):

脏读是指一个事务在读取另一个事务修改但尚未提交的数据时发生。当事务A读取了事务B尚未提交的数据,如果事务B最终回滚,那么事务A读取到的数据就是"脏"的。
脏读最大的问题就是可能会读到不存在的数据。比如在上图中,事务B的更新数据被事务A读取,但是事务B回滚了,更新数据全部还原,也就是说事务A刚刚读到的数据并没有存在于数据库中。

从宏观来看,就是事务A读出了一条不存在的数据,这个问题是很严重的。

实例:

考虑两个事务A和B:

事务A读取数据X的值;

事务B修改数据X的值;

事务A再次读取数据X的值;

事务B回滚。

在这种情况下,事务A读取到的数据X是脏数据,因为事务B的修改最终未提交。

解决方案

使用数据库的隔离级别,如Read Committed或Serializable,可以避免脏读的发生。这样,一个事务只能读取已经提交的数据,而不是未提交的数据。

二、不可重复读(Non-Repeatable Read):

不可重复读是指在一个事务内,两次读取同一数据,但得到的结果却不一样。这是因为在两次读取之间,另一个事务修改了数据并提交了。

比如上图,事务 A 两次读取同一数据,第一次读取结果为 1,当事务 B 修改了数据并提交,此时的事务 A 第二次读取结果为 2,两次读取结果不一致!

当数据库的事务隔离级别为读未提交、读提交时,就会发生不可重复读现象!

实例

考虑两个事务A和B:

事务A读取数据X的值;

事务B修改数据X的值,并提交;

事务A再次读取数据X的值。

在这种情况下,事务A两次读取到的数据X的值不一样,因为在读取之间发生了数据修改。

解决方案

提高隔离级别,如Serializable,可以避免不可重复读。在Serializable隔离级别下,事务A在读取数据X的同时,事务B不能对数据X进行修改,从而确保了事务A的两次读取结果一致。

三、幻读(Phantom Read)

幻读是指在一个事务内,两次查询得到的结果集不一样,这是因为在两次查询之间,另一个事务插入(或删除)了数据并提交了。

例如事务 A 对一个表中的数据进行了修改,这种修改涉及到表中的全部数据行。此时,突然事务 B 插入了一条数据并提交了,当事务 A 提交了修改数据操作之后,再次读取全部数据,结果发现还有一条数据未更新,给人感觉好像产生了幻觉一样。这就是幻读!
当有别的事务,在插入或者删除同一条数据的时候,就容易产生幻读的现象!

当数据库的事务隔离级别为读未提交、读提交、可重复读时,就会发生幻读现象!

实例

考虑两个事务A和B:

事务A查询满足条件的数据集;

事务B插入新的符合条件的数据,并提交;

事务A再次查询相同条件的数据集。

在这种情况下,事务A两次查询的结果集不一样,因为在查询之间发生了数据的插入。

解决方案

Serializable隔离级别可以避免幻读。在Serializable隔离级别下,事务A在查询数据集的同时,事务B不能插入或删除符合条件的数据,从而确保了事务A的两次查询结果一致。

总结

脏读、不可重复读和幻读是并发访问数据库时常见的问题,可以通过合适的隔离级别来解决。不同的隔离级别在事务的可见性和影响上有所不同,开发人员需要根据应用的需求选择适当的隔离级别,以确保数据的一致性和正确性。

通过深入理解脏读、不可重复读和幻读,开发人员可以更好地设计和管理数据库事务,提高系统的并发性能和数据一致性。

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