臟讀、幻讀、不可重復(fù)讀和丟失更新實(shí)例

前兩天整理之前的學(xué)習(xí)筆記時(shí)，發(fā)現(xiàn)對事務(wù)并發(fā)產(chǎn)生的問題——臟讀、幻讀、不可重復(fù)讀和丟失更新這些概念有點(diǎn)模糊，于是又重新溫習(xí)了一遍，現(xiàn)在把自己的一些理解歸納整理如下，方便大家學(xué)習(xí)。

鎖就是防止其他事務(wù)訪問指定資源的手段。鎖是實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的主要方法，是多個(gè)用戶能夠同時(shí)操縱同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)而不發(fā)生數(shù)據(jù)不一致現(xiàn)象的重要保障。 一般來說，鎖可以防止臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀。

1.臟讀(Dirty Read)——一個(gè)事務(wù)讀取到了另外一個(gè)事務(wù)沒有提交的數(shù)據(jù)。

詳細(xì)解釋：當(dāng)一個(gè)事務(wù)正在訪問數(shù)據(jù)并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，而這種修改還沒有提交到數(shù)據(jù)庫中，這時(shí)另外一個(gè)事務(wù)也訪問這個(gè)數(shù)據(jù)，然后使用了這個(gè)數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@個(gè)數(shù)據(jù)是還沒有提交的數(shù)據(jù)，那么另外一個(gè)事務(wù)讀到的這個(gè)數(shù)據(jù)是臟數(shù)據(jù)，依據(jù)臟數(shù)據(jù)所做的操作可能是不正確的。

事務(wù)T1：更新一條數(shù)據(jù)
-->事務(wù)T2：讀取事務(wù)T1更新的記錄
事務(wù)T1：調(diào)用commit進(jìn)行提交
此時(shí)事務(wù)T2讀取到的數(shù)據(jù)是保存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，稱為臟數(shù)據(jù)，這個(gè)過程稱為臟讀。

臟讀發(fā)生在一個(gè)事務(wù)A讀取了被另一個(gè)事務(wù)B修改，但是還未提交的數(shù)據(jù)。假如B回退，則事務(wù)A讀取的是無效的數(shù)據(jù)。這跟不可重復(fù)讀類似，但是第二個(gè)事務(wù)不需要執(zhí)行提交。

解決臟讀問題：修改時(shí)加排他鎖，直到事務(wù)提交后才釋放，讀取時(shí)加共享鎖，讀取完釋放事務(wù)1讀取數(shù)據(jù)時(shí)加上共享鎖后（這樣在事務(wù)1讀取數(shù)據(jù)的過程中，其他事務(wù)就不會(huì)修改該數(shù)據(jù)），不允許任何事務(wù)操作該數(shù)據(jù)，只能讀取，之后1如果有更新操作，那么會(huì)轉(zhuǎn)換為排他鎖，其他事務(wù)更無權(quán)參與進(jìn)來讀寫，這樣就防止了臟讀問題。但是當(dāng)事務(wù)1讀取數(shù)據(jù)過程中，有可能其他事務(wù)也讀取了該數(shù)據(jù)，讀取完畢后共享鎖釋放，此時(shí)事務(wù)1修改數(shù)據(jù)，修改完畢提交事務(wù)，其他事務(wù)再次讀取數(shù)據(jù)時(shí)候發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致，就會(huì)出現(xiàn)不可重復(fù)讀問題，所以這樣不能夠避免不可重復(fù)讀問題。

2.幻讀（Phantom）——同一事務(wù)中，用同樣的操作讀取兩次，得到的記錄數(shù)不相同。

詳細(xì)解釋：幻讀是指當(dāng)事務(wù)不是獨(dú)立執(zhí)行時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象，例如第一個(gè)事務(wù)對一個(gè)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，這種修改涉及到表中的全部數(shù)據(jù)行。同時(shí)，第二個(gè)事務(wù)也修改這個(gè)表中的數(shù)據(jù)，這種修改是向表中插入一行新數(shù)據(jù)。那么，以后就會(huì)發(fā)生操作第一個(gè)事務(wù)的用戶發(fā)現(xiàn)表中還有沒有修改的數(shù)據(jù)行，就好象發(fā)生了幻覺一樣。

事務(wù)T1：查詢表中所有記錄
-->事務(wù)T2：插入一條記錄
-->事務(wù)T2：調(diào)用commit進(jìn)行提交
事務(wù)T1：再次查詢表中所有記錄

此時(shí)事務(wù)T1兩次查詢到的記錄是不一樣的，稱為幻讀。

注意：幻讀重點(diǎn)在新增或刪除。

幻讀發(fā)生在當(dāng)兩個(gè)完全相同的查詢執(zhí)行時(shí)，第二次查詢所返回的結(jié)果集跟第一個(gè)查詢不相同。

發(fā)生的情況：沒有范圍鎖。

如何避免：實(shí)行序列化隔離模式，在任何一個(gè)低級別的隔離中都可能會(huì)發(fā)生。

解決幻讀問題：采用的是范圍鎖RangeS RangeS_S模式，鎖定檢索范圍為只讀，這樣就避免了幻讀問題。

3.不可重復(fù)讀（Nonrepeatable Read）——在同一事務(wù)中，兩次讀取同一數(shù)據(jù)，得到內(nèi)容不同。

事務(wù)T1：查詢一條記錄
-->事務(wù)T2：更新事務(wù)T1查詢的記錄
-->事務(wù)T2：調(diào)用commit進(jìn)行提交
事務(wù)T1：再次查詢上次的記錄

此時(shí)事務(wù)T1對同一數(shù)據(jù)查詢了兩次，可得到的內(nèi)容不同，稱為不可重復(fù)讀。

注意：不可重復(fù)讀重點(diǎn)在修改。

在基于鎖的并行控制方法中，如果在執(zhí)行select時(shí)不添加讀鎖，就會(huì)發(fā)生不可重復(fù)讀問題。

在多版本并行控制機(jī)制中，當(dāng)一個(gè)遇到提交沖突的事務(wù)需要回退但卻被釋放時(shí)，會(huì)發(fā)生不可重復(fù)讀問題。

有兩個(gè)策略可以防止這個(gè)問題的發(fā)生：

（1） 推遲事務(wù)2的執(zhí)行，直至事務(wù)1提交或者回退。這種策略在使用鎖時(shí)應(yīng)用。

（2） 而在多版本并行控制中，事務(wù)2可以被先提交，而事務(wù)1繼續(xù)執(zhí)行在舊版本的數(shù)據(jù)上。當(dāng)事務(wù)1終于嘗試提交時(shí)，數(shù)據(jù)庫會(huì)檢驗(yàn)它的結(jié)果是否和事務(wù)1、事務(wù)2順序執(zhí)行時(shí)一樣。如果是，則事務(wù)1提交成功；如果不是，事務(wù)1會(huì)被回退。

解決不可重復(fù)讀問題：讀取數(shù)據(jù)時(shí)加共享鎖，寫數(shù)據(jù)時(shí)加排他鎖，都是事務(wù)提交才釋放鎖。讀取時(shí)候不允許其他事物修改該數(shù)據(jù)，不管數(shù)據(jù)在事務(wù)過程中讀取多少次，數(shù)據(jù)都是一致的，避免了不可重復(fù)讀問題。
4.丟失更新（Lost Update）

事務(wù)T1讀取了數(shù)據(jù)，并執(zhí)行了一些操作，然后更新數(shù)據(jù)。事務(wù)T2也做相同的事，則T1和T2更新數(shù)據(jù)時(shí)可能會(huì)覆蓋對方的更新，從而引起錯(cuò)誤。

5.處理以上隔離級別的問題，采用如下方法：

事務(wù)隔離五種級別：
（1）TRANSACTION_NONE 不使用事務(wù)。
（2）TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED 允許臟讀。
（3）TRANSACTION_READ_COMMITTED 防止臟讀，最常用的隔離級別,并且是大多數(shù)數(shù)據(jù)庫的默認(rèn)隔離級別。
（4）TRANSACTION_REPEATABLE_READ 可以防止臟讀和不可重復(fù)讀。
（5）TRANSACTION_SERIALIZABLE 可以防止臟讀，不可重復(fù)讀取和幻讀，（事務(wù)串行化）會(huì)降低數(shù)據(jù)庫的效率。

以上的五個(gè)事務(wù)隔離級別都是在Connection接口中定義的靜態(tài)常量，使用setTransactionIsolation(int level) 方法可以設(shè)置事務(wù)隔離級別。

如:con.setTransactionIsolation(Connection.REPEATABLE_READ)。

注意：事務(wù)的隔離級別受數(shù)據(jù)庫的限制，不同的數(shù)據(jù)庫支持的的隔離級別不一定相同。

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