阿里云做的网站这么卡的,怎样快速提升网站权重,响应式网站设计企业,青岛网站建设方案书目录 前言一、事物的隔离级别二、隔离级别是如何实现的1. 锁定技术2. 多版本并发控制#xff08;MVCC#xff09;基本原理实现机制优缺点 3. 乐观锁与悲观锁 三、MySQL设置隔离级别MySQL数据库Java (使用JDBC) 前言
事务的四大特性#xff08;ACID特性#xff09;#xf… 目录 前言一、事物的隔离级别二、隔离级别是如何实现的1. 锁定技术2. 多版本并发控制MVCC基本原理实现机制优缺点 3. 乐观锁与悲观锁 三、MySQL设置隔离级别MySQL数据库Java (使用JDBC) 前言
事务的四大特性ACID特性即原子性、一致性、隔离性和持久性。“隔离性”确保了在并发环境中事物的安全可靠。事物的隔离级别对与数据库来说至关重要而MVCC是实现事物隔离性的重要技术值得我们探讨一下。
一、事物的隔离级别
数据库事务的隔离级别定义了在多事务并发环境中一个事务对数据进行读取或修改时与其他事务的隔离程度。这主要是为了处理并发控制中可能出现的问题如脏读、不可重复读和幻读。根据ACID原子性、一致性、隔离性、持久性原则中的隔离性要求SQL标准定义了以下四种主要的事务隔离级别 读未提交Read Uncommitted 这是最低的隔离级别允许一个事务读取另一个事务尚未提交的数据脏读。优点并发度最高。缺点可能导致脏读、不可重复读和幻读问题。 读已提交Read Committed 事务只能读取已经提交的数据避免了脏读问题。优点可以防止脏读。缺点仍可能出现不可重复读和幻读问题。 可重复读Repeatable Read 保证了在一个事务中多次读取同一数据的结果是一致的即在事务开始后不会看到其他事务对该数据的修改。MySQL的InnoDB存储引擎默认采用此隔离级别并通过Next-Key Locks机制尽量避免幻读的发生。优点避免了脏读和不可重复读。缺点在某些数据库中如标准的SQL定义仍可能遇到幻读问题。 串行化Serializable 最高的隔离级别通过完全的顺序执行事务或者加锁来防止所有并发问题确保事务之间完全隔离。优点能避免脏读、不可重复读和幻读。缺点并发度最低因为事务是串行执行的可能导致严重的性能下降。
选择合适的隔离级别需要权衡并发性能与数据一致性之间的关系。在实际应用中可根据业务需求和数据库特性来决定使用哪种隔离级别。例如对于金融交易系统可能倾向于选择较高的隔离级别以确保数据的绝对一致性即使牺牲一定的并发性能。而在读多写少的场景下可重复读或读已提交可能是更合适的选择。
二、隔离级别是如何实现的
实现事务的隔离级别主要依靠数据库管理系统DBMS内部的机制这些机制确保了在多事务并发环境中数据的正确性和一致性。不同的隔离级别通过不同的策略来控制并发访问具体实现方式包括但不限于锁定技术、多版本并发控制MVCC、乐观锁和悲观锁等。
1. 锁定技术
读未提交Read Uncommitted很少直接使用锁来实现因为这种级别允许脏读通常不是通过锁定而是依靠数据的自然状态。读已提交Read Committed可以通过短时的行级锁来实现读取数据前锁定读取后立即释放。这样可以确保读到的都是已提交的数据。可重复读Repeatable Read通常使用行级锁加上意向锁如MySQL的Next-Key Locks来实现锁定读取的行以及可能插入的新行范围防止其他事务修改或插入影响当前事务的可重复读。串行化Serializable最严格的隔离级别可以通过在整个事务期间持有读取到的所有行上的共享锁以及在更新时持有的排他锁来实现这几乎等同于串行执行事务。
2. 多版本并发控制MVCC
MVCC多版本并发控制Multiversion Concurrency Control是一种数据库管理系统中用于管理并发事务的技术旨在提高并发性能并维持事务的隔离性。
基本原理
MVCC的核心思想是在数据库中保存数据的多个版本使得不同事务可以读取到符合其隔离级别的数据版本而无需对数据加锁。当事务进行读操作时看到的并不是数据的实时状态而是该事务开始时刻数据库的一个快照视图。这样读事务与写事务之间可以并行执行大大提高了系统的并发能力。
实现机制 数据版本管理每条记录除了实际数据外还会有额外的元数据记录事务的版本信息如事务ID或时间戳。 Undo Log回滚日志MVCC通常依赖Undo Log来实现数据的多版本。当一个事务更新一条记录时原始数据不会被直接修改或删除而是将新值写入并在Undo Log中记录旧值及其相关信息。这样通过Undo Log可以还原出数据的任何历史版本。 Read View读视图在可重复读Repeatable Read隔离级别下事务开始时会创建一个读视图记录当前活跃的事务ID列表。当事务进行读操作时根据读视图判断哪些版本的数据对当前事务可见。 事务隔离级别实现 读未提交Read Uncommitted直接读取最新的数据忽略MVCC机制。读已提交Read Committed每次查询都生成一个新的读视图只看到已提交的事务产生的数据版本。可重复读Repeatable Read事务开始时创建一个固定的读视图整个事务期间看到的数据版本不变。串行化Serializable虽然理论上可以通过MVCC实现但实际上大多数数据库会通过其他机制如锁来实现严格的串行化。
优缺点
优点
高并发通过避免读写锁的冲突提高了数据库的并发处理能力。事务隔离性有效解决了脏读、不可重复读等问题根据隔离级别提供不同程度的数据一致性保障。无锁读读操作无需等待写锁减少锁竞争提高读性能。
缺点
存储和管理开销需要额外的空间来存储数据的多个版本和Undo Log管理这些版本也会增加系统复杂度。性能影响在高并发写入场景下Undo Log的增长速度可能会对性能造成影响。数据清理需要定期清理不再需要的旧版本数据否则会导致空间占用过大。
3. 乐观锁与悲观锁
乐观锁适用于并发写相对较少的场景事务在更新数据前假设不会有冲突仅在提交时检查数据是否被其他事务修改过如有冲突则回滚重试。乐观锁可以通过版本号或时间戳字段实现。悲观锁假定会发生并发冲突因此在事务开始时就锁定资源阻止其他事务访问直到当前事务结束。悲观锁通常用于隔离级别较高的场景通过显式锁定机制实现。
实现事务隔离级别通常需要数据库管理系统提供相应的机制并且可以通过编程接口来选择和配置这些隔离级别以满足不同应用场景对数据一致性和并发性的需求。
三、MySQL设置隔离级别
MySQL数据库 会话级别设置 SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL level;其中level可以是READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ、SERIALIZABLE之一。 全局级别设置需要管理员权限 SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL level;Java (使用JDBC)
在Java中通过JDBC连接数据库时可以使用Connection对象的setTransactionIsolation方法设置事务隔离级别
Connection conn DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASS);
conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED);这里的Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED等常量对应不同的隔离级别。 ### 注意事项- 设置事务隔离级别应在事务开始之前完成。
- 提高隔离级别通常意味着更强的数据一致性但可能牺牲并发性能。
- 不同的DBMS在处理隔离级别的细节上可能有差异尤其是关于幻读的处理。
- 在选择隔离级别时要充分考虑业务需求和潜在的并发问题进行适当的平衡。了解和选择正确的事务隔离级别对于设计高效、稳定的数据库应用程序至关重要。
