3级4种隔离级别

• 数据库操作中为了有效保证并发读取数据的正确性，定义事务隔离级别。可用多版本或者锁实现。
• mysql默认 REPEATABLE_READ , Oracle默认 READ_COMMITTED 。

无隔离

• 一个事务可以操作另一个未提交事务的数据，
• 问题：
  • 脏读：事务A读取事务B未提交的数据。
    • 事务B更新多个对象，事务A读到其中部分对象。
    • 事务B回滚，事务A读到事务B即将回滚的数据。
  • 脏写：事务A覆盖事务B未提交的数据。
    • 不同事务的并发混在一起。
• 使用场景：
  • 只需要保证数据可回滚或者可持久化。如只有insert，无update场景。

弱隔离

读提交

• 事务A在事务B提交后才能读取事务B修改的数据。
• 解决问题：
  • 脏写。行级锁，事务修改完成提交之后释放。
  • 脏读。行级锁、数据多版本。
• 问题：
  • 不可重复读。读倾斜。
    • 由于其他事务修改单对象，导致查询该对象的状态不一致。如其他事务update、delete同一条数据。
      

可重复读

• 事务A相同条件两次读取的数据相同。
• 解决问题：
  • 不可重复读。MVCC解决方案。

在innodb可重复读隔离级别下，普通的查询是快照读，是不会看到别的事务插入或者修改的数据
所以说MVCC可以解决幻读。幻读在“当前读”下才会出现。

• 问题：
  • 更新丢失。两个事务并发select->modify->update，更新冲突，LWW产生更新丢失。
    • 由于多事务对单对象操作产生直接竞争，如update和delete操作。
  • 幻读。写倾斜，事务A select-> 事务B改变部分数据-> 事务A相同条件查询获得的结果集不一样。
    • 由于多事务对一组对象中的不同部分操作产生间接竞争，如insert或者update、delete不同数据。
      • case1：insert新对象。第二次查询多了一条数据。需要区间锁，参考
      • case2：update不同对象。需要串行事务
        

串行化

• 解决问题：
  • 更新丢失。
    • 使用原子写操作。如 UPDATE table SET a = a + 1
    • 悲观锁。分布式锁等。
    • 乐观锁。CAS+重试。
      • 如果CAS的Where条件运行在旧的快照上，仍然无法防止更新丢失。
    • 自动检测更新丢失。PostgreSQL的可重复读、Oracle的可串行化、SQL Server的快照级别，支持检测更新丢失并终止违规事务。
    • 多主写入，不使用LWW，合并冲突。
  • 幻读。三种串行化方案。

实际执行串行

• 方式：
  • 单线程执行，如redis。
  • 分区串行，扩展到多实例、多CPU。
  • 存储过程。
• 条件：
  • 事务简短，如OLTP，否则影响其他事务。
  • 涉及数据可以完全加载到内存，减少I/O瓶颈。
  • 单个分区写入吞吐低，否则I/O瓶颈。
  • 跨分区事务尽量少，如同步更新二级索引。

两阶段加锁

• X锁和S锁。写写、读写互斥，读读并发。
  • 如果只锁对象，无法解决幻读。
  • DB访问延时不确定性大。
• 谓词锁。锁查询条件。
• 索引区间锁。扩大保护范围，简化谓词锁。比如mysql的next-key lock。

可串行化的快照隔离

• 乐观锁原则，事务提交时检查查询结果是否改变，判断是否需要中止事务。
  • 是否读到过期版本MVCC快照。
  • 写是否影响之前的读。读加SSI锁，类似S锁但是不阻塞写事务，提交时检查冲突。
• 实现：PostgreSQL的SSI。

读写锁

排他锁

• 排他锁又称写锁。
  • 如果事务T对数据加上排他锁后，则其他事务不能再对数据加任何类型的锁。
  • 获准排他锁的事务既能读数据，又能修改数据。
• 查询语句可以使用排他锁，对查询的数据每一行加上排他锁。

SELECT ... FOR UPDATE;

共享锁

• 共享锁又称读锁。实现读读并发。
  • 如果事务T对数据加上共享锁后，则其他事务只能对数据再加共享锁，不能加排他锁。
  • 获准共享锁的事务只能读数据，不能修改数据。
• 查询语句可以使用排他锁，读取同一版本的数据。

SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;

锁实现4种隔离级别

• 读未提交：任何操作都不加锁。
• 读提交：数据的修改删除加排他锁。
• 重复读：数据读取之后加共享锁，无法锁住Insert，会幻读。
• 串行：不能通过行锁解决，需事务串行。
• 参考。

并发控制一般使用锁和数据多版本。

提高并发的思路：

• 普通锁：串行执行。
• 读写锁：读读并发。
• 数据多版本：读写并发。

参考

• https://blog.csdn.net/x_i_y_u_e/article/details/50914083
• http://blog.csdn.net/qq_33290787/article/details/51924963
• http://blog.sina.com.cn/s/blog_499740cb0100ugs7.html
• https://mp.weixin.qq.com/s/R3yuitWpHHGWxsUcE0qIRQ
• 单机事务不同隔离级别的并发问题整理