数据库事务的ACID隔离级中P0（脏写）和P4（更新丢失）的区别

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-08-06 12:26 39阅读 0赞

有很多人在学习数据库的事务特性即ACID时对隔离级很糊涂，特别是不能区分脏写（P0）和更新丢失（P4）的异同，本文对这两个异常做一下解释，希望能够对研究数据库事务的人士有所帮助。

**P0（Dirty Wirte），即脏写。可以表示为w1\[x\]...w2\[x\]... (c1 or a1)**

**P4（Lost Update），更新丢失。表示为r1\[x\]...r2\[x\]w2\[x\]c2...w1\[x\]c1**

**上面表达式的区别为：**

P0：在事务T1写入操作w1\[x\]和提交操作(c1 or a1)之间，被写入了事务T2的数据；P4：在事务读取操作r1\[x\]和写入操作w1\[x\]之间写入了另外事务T2的数据。

**上面表达式的含义为：**

**P0（脏写）**：写入和提交之间，又别写入了别的数据。能带来的后果为两个：

1、不能保证数据的一致性。比如数据库中需要满足x=y，接下来有下面的操作w1\[x\] w2\[x\] w2\[y\] c2 w1\[y\] c1。T1的操作是x=1，y=1；而T2的操作是x=2，y=2，而上面的结果为x=2，y=1，破坏了数据的一致性。

2、如果T1回滚或T2回滚，不能。假如x初始值为0，T1写入了x=1，T2写入了x=2，此时x的临时结果为2，如果T1回滚，那么x回复为初始值0，那么当T2提交时x仍为0；如果T2回滚，那么也回到初始值为0，接下来当T1提交时，x值仍为0。

**P4（更新丢失）**：其含义为T1要更新x的数据，其首先读取x的值，然后再该值上加1再写回数据库。但是在读取x后，T2写入了新的x并成功提交，而T1还是在老的x值的基础上加1。这样，T2的更新对于T1而言就像被丢弃了一样。

P4提出的目的是让数据自动提供“有状态更新”。例如，事务T1想先读取x当前的数值，如果x为100，则在此基础上把x加20，但如果在这中间有另一个事务T2更改了x的值并提交，那么T1的判断就应该失效了。但是写锁机制下，以及mysql的repeatable read都不能屏蔽这个异常，因为他们只在写操作时才开始上锁。

要注意的是，能够protect from P0的隔离级，不一定能够屏蔽P4。比如最基本的锁系统，为了防止P0的发生会在T1开始写入操作时加锁，这样P0遍不会发生，但是P4因为是读取操作，并不会加锁，T2还是可以写入成功。

微软提出的Snapshot Isolation（SI）是可以屏蔽P4异常的，因为SI在提交时会检查整个事务过程中是否有有别事务写入，如果有则回滚。因此SI不同于传统的写锁机制（只是写操作开始时才上锁）。当然mysql可以使用一些方法来达到类似的效果，例如读取数据的select末尾加上FOR UPDATE。

实际上，写操作可以分为两类，一类为上面所述的我们称之为有状态更新，因为其基于数据原有值的更新；另一类我们称之为无状态更新，有的学者也称之为盲写（BlindWrite）。对于无状态更新的并发写入，我们其实并不应该加锁限制。SI在这方面并没有加以优化。

我带领小组设计并实现的SSCC可以有效的防止上面的异常发生，简单的说，SSCC通过两类不同的写操作来屏蔽P4。感兴趣的话可以访问SSCC的github页面：[https://github.com/domino-succ/domino/wiki/%E4%B8%AD%E6%96%87-%E7%AE%97%E6%B3%95%E8%AE%BE%E8%AE%A1][https_github.com_domino-succ_domino_wiki_E4_B8_AD_E6_96_87-_E7_AE_97_E6_B3_95_E8_AE_BE_E8_AE_A1]，也可以下载代码。有问题请联系我Professor Zhang：zhangtiey@gmail.com

[https_github.com_domino-succ_domino_wiki_E4_B8_AD_E6_96_87-_E7_AE_97_E6_B3_95_E8_AE_BE_E8_AE_A1]: https://github.com/domino-succ/domino/wiki/%E4%B8%AD%E6%96%87-%E7%AE%97%E6%B3%95%E8%AE%BE%E8%AE%A1