并发事务~

一、并发事务出现的场景大致可以划分为以下 3 种：

1、读-读：即并发事务相继读取相同的记录。

读取操作本身不会对记录有一毛钱影响，并不会引起什么问题，所以允许这种情况的发生。

2、写-写：即并发事务相继对相同的记录做出改动。

我们前边说过，在这种情况下会发生脏写的问题，任何一种隔离级别都不允许这种问题的发生。所以在多个未提交事务相继对一条记录做改动时，需要让它们排队执行，这个排队的过程其实是通过锁来实现的。

3、读-写：即一个事务进行读取操作，另一个进行改动操作。

这种情况下，主要可能导致以下三类问题（严重性递增）：

• 脏读 (Dirty Read):
  • 问题描述：一个事务 (T1) 读取了另一个未提交事务 (T2) 修改的数据。随后，T2 可能会回滚（撤销修改），导致 T1 读取的数据实际上从未在数据库中有效存在（即“脏”数据）。
  • 危害：T1 基于无效的数据进行了操作，可能导致业务逻辑错误。
  • 示例：T2 更新账户 A 余额为 +100（但尚未提交）；T1 读取账户 A 余额为 +100；T2 因为某种原因回滚，账户 A 实际余额未变；T1 基于读到的 +100 余额进行操作出错。
• 不可重复读 (Non-Repeatable Read):
  • 问题描述：在同一个事务 (T1) 中，多次读取同一行数据（例如SELECT ... WHERE id=1），在 T1 未结束期间，另一个事务 (T2)提交了对该行数据的修改（UPDATE 或 DELETE），导致 T1 前后两次读取的结果不一致。
  • 危害：破坏了一个事务内逻辑一致性的预期。在一个事务里读取同一个东西，值变了。
  • 示例：T1 第一次查询账户 A 余额为 500；此时 T2 提交了对账户 A 的更新，余额变为 400；T1 第二次查询账户 A 余额，发现变成 400 了，与第一次不一致。
• 幻读 (Phantom Read):
  • 问题描述：在同一个事务 (T1) 中，多次执行相同的范围查询（例如SELECT ... WHERE value > 100），在 T1 未结束期间，另一个事务 (T2)提交并插入 (INSERT) 或删除 (DELETE) 了某些符合该查询条件范围的数据行，导致 T1 前后两次查询得到的行数或结果集发生了变化（即使同一个 id 的值没变）。
  • 危害：破坏了一个事务内逻辑一致性的预期。范围查询的结果集在事务过程中“凭空”多出了或消失了行，如同幻影。
  • 示例：T1 查询所有余额大于 100 的账户，得到 5 条记录；此时 T2 提交了一个新账户的 INSERT，该账户余额为 200；T1 再次查询余额大于 100 的账户，得到 6 条记录。或者 T2 删除了一条记录，第二次查询返回更少的行。

重要区别：                                                                                 

• 脏读 vs 不可重复读：脏读读取的是未提交的数据；不可重复读读取的是已提交的数据，但同一个行记录的值在事务过程中被其他事务修改了。                                                 
• 不可重复读 vs 幻读：不可重复读关注的是同一个行记录的值是否被修改或删除；幻读关注的是满足查询条件的行数/结果集是否因插入或删除操作而改变（新的、之前不存在的行“出现”或“消失”）。                                                                               

二、SQL 标准事务隔离级别及其解决的问题

  为了解决读写冲突导致的问题，SQL 标准定义了四种隔离级别，隔离性由低到高，解决的问题也逐步增多：

• 读未提交 (Read Uncommitted):
  • 最低隔离级别。
  • 可能出现的问题：脏读、不可重复读、幻读。
  • 解决问题：无。它完全不做任何并发控制（除了可能防止某些最极端的损坏如更新丢失），性能最高但数据一致性风险最大。一般不推荐使用。
• 读已提交 (Read Committed):
  • 大部分主流数据库的默认隔离级别（如 Oracle, PostgreSQL, SQL Server）。注意：MySQL InnoDB 默认是 Repeatable Read，这与标准不同。
  • 可能出现的问题：不可重复读、幻读。
  • 解决问题：脏读。
  • 原理简述：一个事务只能读取到其他事务已经提交的修改。通常通过在每次 SELECT 时获取一个短暂的读锁（或者通过 MVCC，读取当前已提交的最新快照）来实现，读取完成后立即释放锁。
• 可重复读 (Repeatable Read):
  • MySQL InnoDB 存储引擎的默认隔离级别。
  • 可能出现的问题：
    • SQL 标准定义：幻读。
    • MySQL InnoDB 的实际实现：通过 MVCC 和 Next-Key Locking 机制，基本避免了幻读。这在 MySQL 中是一个重要的特性和优化。
  • 解决问题：脏读、不可重复读（并且在 MySQL InnoDB 中，基本解决了幻读）。
  • 原理简述：在整个事务执行过程中，第一次读取某行数据时会建立一个快照（MVCC），后续对该行的读取都基于这个快照，其他事务提交的 UPDATE 对该事务不可见。同时，为了防止新行插入造成的幻读，会对查询涉及的范围加间隙锁 (Gap Lock) 或 Next-Key Lock。但已提交的其他事务的 INSERT 可能影响该事务中后续的 INSERT/UPDATE 操作（数据行冲突）。
• 串行化 (Serializable):
  • 最高隔离级别。
  • 可能出现的问题：无（完全隔离，所有问题都解决）。
  • 解决问题：脏读、不可重复读、幻读。
  • 原理简述：通过强制所有事务串行执行来实现（类似于单线程）。具体实现可能是在 SELECT 读取的范围自动加上共享锁 (Shared Lock)，或者在涉及写入的冲突时通过锁竞争强制串行。性能开销最大。

三、隔离级别与问题总结表

也就是说：

• READ UNCOMMITTED隔离级别下，可能发生脏读、不可重复读和幻读问题。
• READ COMMITTED隔离级别下，可能发生不可重复读和幻读问题，但是不可以发生脏读问题。
• REPEATABLE READ隔离级别下，可能发生幻读问题，但是不可以发生脏读和不可重复读的问题。
• SERIALIZABLE隔离级别下，各种问题都不可以发生。