在数据库并发处理中,常见的三种问题是:

  1. 脏读 🧹
    一个事务读取了另一个事务未提交的数据,可能导致错误或无效数据。

  2. 不可重复读 🔄
    同一事务读取同一数据时,数据被其他事务修改,导致读取结果不同。

  3. 幻读 🔮
    同一查询多次执行时,结果集发生变化,通常因为其他事务插入或删除数据。

解决方法:
通过设置更高的隔离级别来避免这些问题,确保事务间的影响最小化。

📚 知识内容:
💥 1. 脏读(Dirty Read)
定义:
脏读是指在一个事务中读取了另一个事务未提交的数据。换句话说,事务 A 读取了事务 B 修改但尚未提交的数据。如果事务 B 最终回滚(撤销了修改),那么事务 A 读取到的数据就成了无效数据,导致不一致的结果。

举例:
假设有两个事务:

事务 1 执行了更新操作,但尚未提交 💬。
事务 2 在事务 1 提交前读取了事务 1 更新的数据 📥。
– 事务 1 更新数据
START TRANSACTION;
UPDATE employees SET salary = 10000 WHERE id = 1;

– 事务 2 查询数据(此时事务 1 尚未提交)
START TRANSACTION;
SELECT * FROM employees WHERE id = 1; – 事务 2 看到的是事务 1 更新的薪资

如果事务 1 最后回滚,那么事务 2 读取到的就是脏数据,造成数据不一致. ❌

解决方案:
为了避免脏读,可以设置 读已提交(Read Committed) 或 可重复读(Repeatable Read) 隔离级别。这些隔离级别确保事务只能读取已提交的修改,避免了脏读的问题 ✅。

🔄 2. 不可重复读(Non-Repeatable Read)
定义:
不可重复读是指在同一个事务中,读取同一条数据时,数据发生了变化。也就是说,事务 A 在执行查询时读取了某条数据,但当事务 A 再次查询同一条数据时,数据已经被其他事务修改过了,导致两次查询的结果不同。

举例:
假设事务 1 和事务 2 在并发执行:

事务 1 第一次读取某条数据 🧐。
事务 2 修改了这条数据并提交 ✅。
事务 1 第二次读取该数据时,看到的是事务 2 提交后的新数据 🔄。
– 事务 1 第一次查询数据
START TRANSACTION;
SELECT * FROM employees WHERE id = 1; – 看到初始薪资

– 事务 2 更新数据
START TRANSACTION;
UPDATE employees SET salary = 12000 WHERE id = 1;
COMMIT;

– 事务 1 第二次查询数据
SELECT * FROM employees WHERE id = 1; – 看到修改后的薪资

事务 1 在两次查询之间看到的数据不一致,导致不可重复读 ⚠️。

解决方案:
要避免不可重复读,通常设置 可重复读(Repeatable Read) 隔离级别。在此级别下,事务会在整个执行过程中使用相同的快照数据,确保每次查询的结果保持一致 🔒。

🎭 3. 幻读(Phantom Read)
定义:
幻读是指在同一事务中,执行相同查询时,由于其他事务的插入操作,查询结果发生了变化。具体来说,事务 A 执行了一次查询操作,读取到了符合条件的数据,而事务 B 在事务 A 之后插入了符合相同条件的新记录。事务 A 再次执行相同查询时,发现查询结果比第一次查询时多出了新记录。

举例:
假设事务 1 和事务 2 并发执行:

事务 1 查询某个范围的数据 🔍。
事务 2 插入了一条符合查询条件的新数据 🆕。
事务 1 再次查询时,发现多出了一条数据(即幻读)✨。
– 事务 1 查询数据
START TRANSACTION;
SELECT * FROM employees WHERE salary > 5000;

– 事务 2 插入数据
START TRANSACTION;
INSERT INTO employees (id, salary) VALUES (3, 8000);
COMMIT;

– 事务 1 再次查询数据
SELECT * FROM employees WHERE salary > 5000; – 发现新插入的记录

此时事务 1 看到的结果不一致,第一次查询时没有,第二次查询时有,这就发生了幻读 👻。

解决方案:
为了避免幻读,可以使用 串行化(Serializable) 隔离级别。该级别通过锁定整个查询范围,防止其他事务插入数据,避免幻读的发生 🛑。

🌱 知识拓展:
🔑 事务隔离级别与这些问题的关系 :
不同的事务隔离级别对脏读、不可重复读和幻读有不同的控制策略。以下是四种常见的事务隔离级别:

读未提交(Read Uncommitted) 🌪️:

最低的隔离级别,允许脏读,因此可能会发生脏读、不可重复读和幻读问题。
读已提交(Read Committed) ✅:

解决了脏读问题,事务只能读取已提交的数据,但仍然可能发生不可重复读和幻读。
可重复读(Repeatable Read) 🔒:

解决了脏读和不可重复读问题,但可能会发生幻读。
串行化(Serializable) 🛑:

最高的隔离级别,完全避免脏读、不可重复读和幻读,但性能较低。事务会按顺序执行,相互之间不会干扰。
如何选择事务隔离级别 ⚖️:
在实际应用中,通常需要在性能和一致性之间做出平衡。为了减少并发冲突,一些系统可能会选择较低的隔离级别(如读已提交或可重复读),而在对数据一致性要求较高的场景下,可能会选择串行化级别。开发者应根据具体的业务需求和性能要求来选择合适的隔离级别 📊。

加锁与行级锁 🛠️:
在避免幻读的问题时,行级锁 是一个常见的解决方案。通过 SELECT FOR UPDATE 或 LOCK IN SHARE MODE 等 SQL 语句,可以在读取数据时对数据行加锁,确保其他事务无法修改或者插入新的数据,防止幻读问题。

– 使用 SELECT FOR UPDATE 来加锁,防止幻读
START TRANSACTION;
SELECT * FROM employees WHERE salary > 5000 FOR UPDATE;

🎯 总结:
脏读、不可重复读和幻读是并发事务中常见的隔离性问题,它们直接影响数据库的事务一致性。通过合理配置事务隔离级别,可以有效避免这些问题,保证数据的一致性。在高并发场景下,选择合适的事务隔离级别,并结合锁机制,可以提高系统性能并确保数据的正确性 📈.

希望这篇文章能帮助你更好地理解数据库中的脏读、不可重复读和幻读,并掌握如何通过事务隔离级别来避免这些问题的出现。🔑