脏读、不可重复读、幻读名词解释|数据库事务隔离级别详解及应用实践

Danta
175 阅读4分钟

数据库事务隔离级别详解及应用实践

在现代软件开发中，尤其是涉及到并发操作的场景下，确保数据的一致性和正确性变得尤为重要。数据库事务的隔离级别正是为了解决这一问题而设计的一种机制。本文将详细探讨四种主要的事务隔离级别，并通过一个具体的案例来展示如何在Spring框架中设置和使用这些隔离级别。

一、事务隔离级别的定义与作用

数据库事务的隔离级别是指在多用户环境下，当多个事务同时访问同一数据资源时，数据库系统为了保证数据的一致性所采取的策略。不同的隔离级别提供了不同程度的数据保护，以防止并发事务之间的干扰。

  1. 读未提交（Read Uncommitted）：

    • 这是最宽松的隔离级别，允许一个事务读取到其他事务尚未提交的数据。这种情况下，事务可能会遇到“脏读”（Dirty Read），即读取到了未提交的数据，而这些数据最终可能被回滚，导致事务读取到了无效的信息。
    • 由于其潜在的风险，读未提交通常不被推荐用于生产环境。

  2. 读已提交（Read Committed）：

    • 在这个隔离级别下，一个事务只能读取到其他事务已经提交的数据。这可以有效避免“脏读”，但仍然存在“不可重复读”（Non-Repeatable Read）和“幻读”（Phantom Read）的问题。
    • “不可重复读”指的是在一个事务内多次执行相同的查询，但由于其他事务的提交，导致查询结果不一致。
    • “幻读”则是指一个事务在两次查询之间，其他事务插入了新的数据，使得第一次查询的结果与第二次不同。

  3. 可重复读（Repeatable Read）：

    • 可重复读是MySQL数据库的默认隔离级别。在这个级别下，同一个事务内的多次查询将始终返回相同的结果，即使其他事务在此期间对数据进行了修改。
    • 这种隔离级别可以防止“脏读”和“不可重复读”，但仍然无法解决“幻读”的问题。

  4. 串行化（Serializable）：

    • 串行化是最高级别的隔离，它通过强制事务按顺序执行，完全避免了并发带来的问题。这意味着，在任何时刻，只有一个事务能够访问数据资源。
    • 虽然串行化提供了最强的数据保护，但它也极大地降低了系统的并发性能，因此通常只在非常特定的场景下使用。

二、Spring框架中的事务隔离级别设置

在Spring框架中，可以通过@Transactional注解来配置事务的隔离级别。下面是一个具体的示例，展示了如何在StudentService类中设置事务的隔离级别为“可重复读”。

package com.atguigu.service;

import com.atguigu.dao.StudentDao;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Isolation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;

@Service
public class StudentService {

    @Autowired
    private StudentDao studentDao;

    /**
     * 设置事务属性：
     * - readOnly = false 表示该事务可以进行写操作。
     * - timeout = 3 表示事务的最大执行时间为3秒，超过这个时间将自动回滚。
     * - rollbackFor = Exception.class 表示遇到任何异常都将回滚事务。
     * - noRollbackFor = FileNotFoundException.class 表示即使发生FileNotFoundException也不回滚事务。
     * - isolation = Isolation.REPEATABLE_READ 设置事务的隔离级别为可重复读。
     */
    @Transactional(readOnly = false,
                   timeout = 3,
                   rollbackFor = Exception.class,
                   noRollbackFor = FileNotFoundException.class,
                   isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)
    public void changeInfo() throws FileNotFoundException {
        // 更新学生的年龄
        studentDao.updateAgeById(100, 1);
        
        // 主动抛出一个检查异常，测试事务是否回滚
        new FileInputStream("xxxx");
        
        // 更新学生的名字
        studentDao.updateNameById("test1", 1);
    }
}

在这个例子中，我们设置了事务的隔离级别为Isolation.REPEATABLE_READ，这意味着在changeInfo方法执行的过程中，即使其他事务对数据进行了修改，该事务内的查询结果也将保持一致。此外，我们还设置了事务的超时时间和回滚条件，以确保事务在遇到特定异常时能够正确回滚。

三、总结

事务隔离级别是数据库管理中一个重要的概念，它直接影响到数据的一致性和系统的并发性能。开发者需要根据实际的应用场景和业务需求，合理选择合适的隔离级别。在Spring框架中，通过@Transactional注解可以方便地配置事务的隔离级别及其他属性，从而更好地控制事务的行为，确保数据的安全和完整性。

通过上述讨论，我们可以看到，虽然不同的隔离级别提供了不同程度的数据保护，但同时也带来了不同的性能开销。因此，在实际开发中，需要综合考虑业务需求和性能要求，选择最合适的隔离级别。

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