脏读、不可重复读、幻读、两类丢失更新与四大隔离级别

Love The Way You Lie 2023-02-26 13:24 29阅读 0赞

**目录**

1.什么是脏读、不可重复读、幻读、第一类丢失更新和第二类丢失更新？

2.为什么会产生脏读、不可重复读、幻读、第一类丢失更新和第二类丢失更新？

2.1 第一类丢失更新

2.2 脏读

2.3 不可重复读

2.4 第二类丢失更新

2.5 幻读

3.如何防止脏读、不可重复读、幻读、第一类丢失更新和第二类丢失更新的发生？

3.1 读未提交（Read Uncommitted）

3.2 读已提交（Read Committed）

3.3 可重复读（Repeatable Read）

3.4 可串行化（Serializable）

4.如何设置数据库隔离级别？

--------------------

## **1.什么是脏读、不可重复读、幻读、第一类丢失更新和第二类丢失更新？** ##

脏读：B事务读取到A事务尚未提交的更改过的数据，并在这个数据的基础上进行了操作。如果A事务回滚，那么B事务读到的数据就是脏数据，此现象称为脏读。

不可重复读：B事务读取了A事务已经提交过的更改（或删除）的数据。如B事务第一次读取数据，然后A事务更改该数据并提交，B事务再次读取数据，导致两次读取的数据不一致，此现象称为不可重复读。

幻读：B事务读取了A事务已经提交的新增数据。

第一类丢失更新： A事务撤销事务，覆盖了B事务提交的事务（现代关系型数据库中已经不会发生）。

第二类丢失更新： A事务提交事务，覆盖了B事务提交的事务（是不可重复读的特殊情况）。

**注：其中不可重复读和幻读容易混淆，不可重复读侧重于数据的修改，幻读侧重于数据的新增或删除**。针对不可重复读，一般采取行级锁机制，防止读到更改的数据。针对幻象读，一般采用表级锁机制，将整个表锁住，防止新增数据行。

## **2.为什么会产生脏读、不可重复读、幻读、第一类丢失更新和第二类丢失更新？** ##

### **       2.1 第一类丢失更新** ###

如下两个事务，事务A先开启事务查询账户有1000元，然后准备存款500元，使其账户变为1500，在此事务进行的同时，事务B进行转账操作，并提交了事务，使账户金额变为500，而事务A最后因为某些原因，没有提交事务，而是回滚了事务，将账户金额重新设置为1000。但实际上，账户已经被转走了500元，这就是第一类丢失更新产生的原因。

<table style="width:604px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">时间序号</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">事务A</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">事务B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T1</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">开启事务</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">开启事务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T2</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">查询账户余额&nbsp; &nbsp; &nbsp;balance=1000</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">查询账户余额&nbsp; balance=1000</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T3</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">存入500&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;balance=1500</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T4</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">转出500&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;balance=500</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T5</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">提交事务&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; balance=500</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T6</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">取消事务，回滚 balance=1000</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### **       2.2 脏读** ###

如下两个事务，事务A先开启事务查询账户有1000元，然后准备转出500元，使其账户变为500，在此事务进行的同时，事务B进行了查询操作，查询到了事务A未提交的余额500元。在事务B刚刚查询后，A事务进行了回滚，实际账户余额回复为1000元，这时事务B用错误的余额数据500元进行转入操作，并提交了事务，使账户金额变为600。但实际上，账户余额应该为1100元，这就是脏读产生的原因。

<table style="width:604px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">时间序号</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">事务A</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">事务B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T1</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">开启事务</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">开启事务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T2</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">查询账户余额&nbsp; &nbsp; &nbsp;balance=1000</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T3</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">转出500&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;balance=500</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T4</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">查询账户余额&nbsp; balance=500</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T5</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">取消事务，回滚 balance=1000</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T6</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">转入100&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; balance=600</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T7</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">提交事务&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;balance=600</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### **       2.3 不可重复读** ###

如下两个事务，事务A先开启事务查询账户有1000元，在此事务进行的同时，事务B也进行了查询操作，查询到账户余额为1000元。然后事务A进行了转出操作，转出了100元，余额变成了900元，并提交了事务。这时当事务B再次查询余额的时候，发现账户余额变成了900元，这就是不可重复读产生的原因。当初因为对并发事务不了解，以为事务B两次查到的数据不一致没什么影响，后来仔细想想才发现，事务B一直都没有提交，这就会产生事务B业务逻辑的失效。

<table style="width:604px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">时间序号</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">事务A</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">事务B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T1</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">开启事务</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">开启事务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T2</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">查询账户余额&nbsp; &nbsp; &nbsp;balance=1000</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T3</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">查询账户余额&nbsp; balance=1000</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T4</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">转出100&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; balance=900</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T5</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">提交事务</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T6</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">查询账户余额&nbsp; balance=900</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T7</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">提交事务&nbsp; &nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### **       2.4 第二类丢失更新** ###

理解了不可重复读出现的原因后，如果把上述例子换成事务A和事务B同时进行转出操作，就是第二类丢失更新产生的原因了，因为多个事务同时对一行数据进行更新导致的问题。

<table style="width:604px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">时间序号</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">事务A</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">事务B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T1</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">开启事务</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">开启事务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T2</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">查询账户余额&nbsp; &nbsp; &nbsp;balance=1000</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T3</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">查询账户余额&nbsp; balance=1000</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T4</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">转出100&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; balance=900</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T5</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">转出100&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; balance=900</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T6</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">提交事务&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;balance=900</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T7</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">提交事务&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;balance=900</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### **       2.5 幻读** ###

A事务读取到B事务提交的新增数据，就像产生了幻觉一样，所以称作幻读，幻读一般发生在数据统计事务中。

<table style="width:604px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">时间序号</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">事务A</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">事务B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T1</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">开启事务</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">开启事务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T2</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">统计存款总金额为1000元</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T3</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">新增存款金额100元</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T4</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">提交事务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T5</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">再次统计存款总金额为1100元</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:119px;">T6</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:221px;">提交事务</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:263px;">&nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## **3.如何防止脏读、不可重复读、幻读、第一类丢失更新和第二类丢失更新的发生？** ##

为了解决上面提及的并发问题，主流关系型数据库都会提供四种事务隔离级别。

### **       3.1 读未提交（Read Uncommitted）** ###

该隔离级别所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。本隔离级别是最低的隔离级别，虽然拥有超高的并发处理能力及很低的系统开销，但很少用于实际应用。因为采用这种隔离级别只能防止第一类更新丢失问题，不能解决脏读，不可重复读及幻读问题。

### **       3.2 读已提交（Read Committed）** ###

这是大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL默认）。它满足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所做的改变。这种隔离级别可以防止脏读问题，但会出现不可重复读及幻读问题。

### **       3.3 可重复读（Repeatable Read）** ###

这是MySQL的默认事务隔离级别，它确保同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到同样的数据行。这种隔离级别可以防止除幻读外的其他问题。

### **       3.4 可串行化（Serializable）** ###

最高的隔离级别，它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读、第二类更新丢失问题。在这个级别，可以解决上面提到的所有并发问题，但可能导致大量的超时现象和锁竞争。最直观的体现就是，当数据库隔离级别设置为串行化后，A事务在未提交之前，B事务对A事务数据的操作都会被阻塞。通常数据库不会用这个隔离级别，我们需要其他的机制来解决这些问题：比如乐观锁和悲观锁机制（下篇再详细分析）。列个表格总结下并发一致性问题和四大隔离级别的关系

<table style="width:633px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:89px;">隔离级别</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:91px;">脏读</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:97px;">不可重复读</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:91px;">幻读</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:126px;">第一类丢失更新</td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:138px;">第二类丢失更新</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:89px;"><strong>读未提交</strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:91px;"><strong><span style="color:#f33b45;">不可预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:97px;"><strong><span style="color:#f33b45;">不可预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:91px;"><strong><span style="color:#f33b45;">不可预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:126px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:138px;"><strong><span style="color:#f33b45;">不可预防</span></strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:89px;"><strong>读已提交</strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:91px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:97px;"><strong><span style="color:#f33b45;">不可预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:91px;"><strong><span style="color:#f33b45;">不可预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:126px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:138px;"><strong><span style="color:#f33b45;">不可预防</span></strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:89px;"><strong>可重复读</strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:91px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:97px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:91px;"><strong><span style="color:#f33b45;">不可预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:126px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:138px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:89px;"><strong>可串行化</strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:91px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:97px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:91px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:126px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
   <td style="text-align:center;vertical-align:middle;width:138px;"><strong><span style="color:#86ca5e;">可以预防</span></strong></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 4.如何设置数据库隔离级别？ ##

**设置全局隔离级别：**

set global transaction isolation level READ UNCOMMITTED;//读未提交
    set global transaction isolation level READ COMMITTED;//读已提交
    set global transaction isolation level REPEATABLE READ;//可重复读
    set global transaction isolation level SERIALIZABLE;//串行化

**设置session级别的隔离级别：**

set session transaction isolation level READ UNCOMMITTED;//未提交读
    set session transaction isolation level READ COMMITTED;//已提交度
    set session transaction isolation level REPEATABLE READ;//可重复读
    set session transaction isolation level SERIALIZABLE;//串行化

**Spring事务：**

Spring事务默认使用数据库的隔离级别，当然也可以通过@Transactional中的isolation参数调整当前Session级的隔离级别（数据库的隔离级别个人感觉粒度比较粗，Spring的隔离级别好一些 ，因为可以定义到方法上）。

solation的参数有以下五种：

（1）solation.DEFAULT：为数据源的默认隔离级别

（2）isolation=Isolation.READ\_UNCOMMITTED：未授权读取级别

（3）iIsolation.READ\_COMMITTED：授权读取级别

（4）iIsolation.REPEATABLE\_READ：可重复读取级别

（5）iIsolation.SERIALIZABLE：序列化级别