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大家好，我是你們的小米，在這個陽光明媚的日子里給大家?guī)硪黄P(guān)于數(shù)據(jù)庫事務(wù)隔離級別的分享。作為數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的重要概念，事務(wù)隔離級別對于保障數(shù)據(jù)的一致性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。廢話不多說，讓我們一起深入了解吧！
四個核心特性首先，讓我們先了解一下ACID，這是數(shù)據(jù)庫事務(wù)的四個核心特性。
ACID分別代表著原子性、一致性、隔離性和持久性。這四個特性是確保數(shù)據(jù)庫事務(wù)能夠可靠執(zhí)行的基石。
原子性（Atomicity）：原子性要求事務(wù)中的操作要么全部執(zhí)行成功，要么全部回滾。為了實現(xiàn)原子性，數(shù)據(jù)庫采用了undo log（撤銷日志）和MVCC（多版本并發(fā)控制）機制。undo log記錄了事務(wù)執(zhí)行前的數(shù)據(jù)狀態(tài)，用于在事務(wù)回滾時恢復數(shù)據(jù)。而MVCC通過保存修改的舊版本信息來支持并發(fā)一致性讀和回滾等特性。一致性（Consistency）：一致性是事務(wù)的最核心和最本質(zhì)的要求。它確保了事務(wù)在執(zhí)行前后數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)始終是一致的。當事務(wù)執(zhí)行失敗時，數(shù)據(jù)庫會回滾到事務(wù)開始前的狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)的一致性。隔離性（Isolation）：隔離性是指多個并發(fā)事務(wù)之間的操作互不干擾。為了實現(xiàn)隔離性，數(shù)據(jù)庫使用了鎖和MVCC機制。鎖機制可以在事務(wù)對數(shù)據(jù)進行操作時進行加鎖，避免其他事務(wù)的干擾。而MVCC通過保存修改的舊版本信息來支持并發(fā)一致性讀和回滾等特性。持久性（Durability）：持久性要求事務(wù)提交后，對數(shù)據(jù)的修改要能夠永久保存在數(shù)據(jù)庫中，即使發(fā)生了故障也不能丟失。為了實現(xiàn)持久性，數(shù)據(jù)庫使用了redo log（重做日志）機制。redo log記錄了事務(wù)對數(shù)據(jù)的修改操作，當數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障時，可以通過redo log重新執(zhí)行這些操作，恢復數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫異常情況現(xiàn)在，讓我們來看看在事務(wù)隔離的過程中，可能會遇到的一些問題。
臟讀：臟讀指的是一個事務(wù)讀取了另一個未提交事務(wù)的數(shù)據(jù)。例如，事務(wù)A讀取了事務(wù)B正在修改但尚未提交的數(shù)據(jù)，如果事務(wù)B最終回滾，那么事務(wù)A讀取到的數(shù)據(jù)就是無效的。這種情況下，臟讀就可能導致數(shù)據(jù)的不一致性。不可重復讀：不可重復讀是指在同一個事務(wù)中，多次讀取同一數(shù)據(jù)，但在讀取過程中其他事務(wù)對該數(shù)據(jù)進行了修改，導致前后讀取的數(shù)據(jù)不一致。這種情況下，事務(wù)在讀取期間可能會發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不一致性，從而導致業(yè)務(wù)邏輯出現(xiàn)問題。幻讀：幻讀是指在同一個事務(wù)中，多次執(zhí)行相同的查詢，但在查詢過程中其他事務(wù)對數(shù)據(jù)進行了插入或刪除操作，導致前后查詢的結(jié)果不一致。這種情況下，事務(wù)可能會發(fā)現(xiàn)新增或刪除了一些數(shù)據(jù)，從而導致查詢結(jié)果的不一致性。為了解決上述問題，數(shù)據(jù)庫定義了不同的事務(wù)隔離級別。
四個事務(wù)隔離級別讀未提交（Read Uncommitted）：這是最低級別的事務(wù)隔離級別，也是最寬松的。在該級別下，一個事務(wù)可以讀取到其他事務(wù)尚未提交的數(shù)據(jù)（臟讀），這可能導致數(shù)據(jù)的不一致性。在并發(fā)環(huán)境下，如果一個事務(wù)讀取了另一個事務(wù)正在修改但尚未提交的數(shù)據(jù)，而后者回滾了，那么前者讀取的數(shù)據(jù)就是無效的。讀已提交（Read Committed）：讀已提交級別要嚴格一些，它確保一個事務(wù)只能讀取到已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)。這避免了臟讀問題，但仍然可能導致不可重復讀和幻讀。不可重復讀是指一個事務(wù)在讀取某個數(shù)據(jù)時，另一個事務(wù)修改了該數(shù)據(jù)，導致前一個事務(wù)兩次讀取的結(jié)果不一致。幻讀是指一個事務(wù)在讀取某個條件下的數(shù)據(jù)時，另一個事務(wù)插入了符合該條件的新數(shù)據(jù)，導致前一個事務(wù)重新讀取時得到不同的結(jié)果。可重復讀（Repeatable Read）：可重復讀級別進一步提高了隔離程度。在該級別下，一個事務(wù)在執(zhí)行期間多次讀取同一數(shù)據(jù)，將得到一致的結(jié)果。可重復讀級別通過使用鎖機制或MVCC來避免不可重復讀問題，但仍然可能存在幻讀。串行化（Serializable）：串行化級別是最高級別的事務(wù)隔離級別，它通過對事務(wù)進行串行執(zhí)行來避免并發(fā)問題。在串行化級別下，每個事務(wù)都會依次執(zhí)行，不會出現(xiàn)并發(fā)讀寫問題。然而，串行化級別的代價是性能的降低，因為事務(wù)需要等待其他事務(wù)執(zhí)行完畢。不同的事務(wù)隔離級別在隔離程度和性能之間存在一種權(quán)衡。一般來說，隔離級別越高，數(shù)據(jù)的一致性越好，但性能可能會受到影響。因此，在選擇事務(wù)隔離級別時，我們需要根據(jù)具體的應用場景和需求進行權(quán)衡和選擇。
除了上述四個標準的事務(wù)隔離級別，不同數(shù)據(jù)庫還可能支持其他級別或自定義級別。例如，一些數(shù)據(jù)庫支持快照隔離級別，通過讀取數(shù)據(jù)庫快照來實現(xiàn)高度的隔離性和一致性。同時，一些數(shù)據(jù)庫也允許開發(fā)者自定義事務(wù)隔離級別，以滿足特定的業(yè)務(wù)需求。
總結(jié)在數(shù)據(jù)庫中，事務(wù)隔離機制的實現(xiàn)基于鎖機制和并發(fā)調(diào)度。其中，并發(fā)調(diào)度使用的是MVVC（多版本并發(fā)控制），通過保存修改的舊版本信息來支持并發(fā)一致性讀和回滾等特性。這樣可以避免不同事務(wù)之間的互相干擾，確保數(shù)據(jù)的隔離性和一致性。
最后，你要知道的是，隔離級別越低，事務(wù)請求的鎖越少，所以大部分數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的隔離級別都是READ-COMMITTED（讀取提交內(nèi)容）。但是你要知道的是，InnoDB存儲引擎默認使用REPEATABLE-READ（可重復讀），并不會有任何性能損失。
END通過今天的分享，相信大家對數(shù)據(jù)庫事務(wù)隔離級別有了更深入的了解。在開發(fā)和管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時，選擇合適的事務(wù)隔離級別是確保數(shù)據(jù)安全和一致性的關(guān)鍵。
