深入浅出事务之隔离级别
文章分类:Java编程
除了事务传播属性（可参考我的另一篇文章《深入浅出事务之传播属性》）之外，另一个需要开发人员关注的是事务的隔离级别，它决定了一个事务中所进行的更新操作对其它事务的可见性。事实上，DBMS、EJB、Spring都允许你设置不同的隔离级别，你必须保证它们相互统一、兼容；因此，应用服务器可能支持许多种隔离级别，但要使用其中的某一种，首先你必须保证你的数据库也支持它。
事务的隔离性实质上是数据库的并发性与一致性的函数。随着事务隔离级别的上升，数据库的一致性随之上升，而并发性反而下降。事务隔离的这种特性实际上会影响一个应用的性能和数据完整性，例如，对于性能要求较高的应用比如信用卡处理等，您可以适当降低其事务隔离级别，以提高整个应用的并发性（但是会降低数据的完整性）；对于并发量较小的应用比如财务处理等，您可以适当提高其事务隔离级别，以提高数据的完整性（但是会降低应用的性能）。大多数应用服务器和数据库都有自己默认的事务隔离级别，当然，通过Spring或EJB您可以很方便地修改。
Spring和EJB都支持四种基本的事务隔离级别，它们是（隔离级别从低到高的顺序）：
6.2.1、读未提交
这是Spring所支持的最低的隔离级别，在该隔离级别下，事务允许在其它事务提交之前，读取其未提交的、对数据库的任何修改。为了说明这个问题，我们还是以在线交易为例，假设当前的价格为90.00，此时，有两个事务同时到达，事务A执行更新操作，而事务B执行查询操作；在事务隔离级别设置为“读未提交”时，该场景的处理流程如下图所示：
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注意，在t2时刻，事务A对数据库进行了一次更新操作，而它提交之前，事务B就可以在t3时刻观察到这种变化，读取到更新后的价格（94.23）；也就是说，事务A中的更新操作完全没有被隔离。如果事务A因为异常回滚，那么事务B中读取的数据就是脏数据。这一隔离级别违反了最基本的ACID特性，因此很多数据库都不支持（包括Oracle） 。
6.2.2、读已提交
这一隔离级别允许多个事务同时操作一组数据，但是隐藏了事务之间所有未提交的更新；即事务A看不见事务B中对数据库所作的修改，直到事务B提交为止。仍然以上面的在线交易为例，此时的处理流程如下图所示：
注意，当事务A在t2时刻更新了价格（94.23）之后，事务B在t3时刻仍然看不到该更新，此时读取价格仍然是90.00。这是一种是用较多的隔离级别，它既允许了事务B获取数据（支持并发性），同时又隐藏了其它事务（事务A）对该数据的更新，直到（事务A）提交的那一刻为止。几乎所有的数据库都支持“读已提交”的隔离级别，并且大部分将其作为缺省的隔离级别。
6.2.3、可重复读
这是较之前两者更为严格的事务隔离级别，它真正将所有事物相互隔离起来。该隔离级别确保，事务开始时读取到的一组数据，在整个事务周期内都不会改变（除非拥有读写锁的事务本身修改了它），直到该事务提交为止。仍然以上面的在线交易为例，此时的处理流程如下图所示：
注意在这个例子中，尽管在事务B执行期间，事务A插入了一条数据（QRS），但是在事务B在t2时刻查询所得的结果依然和t0时刻一样（不包含QRS），即使到了t4时刻，事务A已经提交了也是如此（这一点不同于“读已提交”） 。只有在事务B也提交了，它才会看见事务A对数据库所作的修改。值得注意的是，该隔离级别下，会在被查询或修改的数据上加上读写锁，因此任何想要修改该数据的其它事务会等待（或失败），直到“可重复读”的事务提交为止。
6.2.4、串行化
这是JAVA所支持的最高隔离级别。在该隔离级别下，所有同时到达的事务将会“排队进入”，保证每次只允许一个事务操作数据。（我们后面将会看到，对于Oracle来说，这并不完全正确） 。使用“串行化”的隔离级别，应用的并发性明显下降，而数据完整性则显著提高。仍然以上面的在线交易为例，此时的处理流程如下图所示：
此时，事务B将会一直挂起，直到事务A提交（或回滚） 。尽管所有的数据库都支持这种隔离级别，Oracle的处理方式略有不同，它使用“多版本数据“的方式来避免事务B的挂起。但是，如果事务B试图获取事务A所处理的数据时，Oracle会抛出ORA08177的错误信息，提示该事务隔离级别下，无法串行获取数据。
事务的隔离性实质上是数据库的并发性与一致性的函数。随着事务隔离级别的上升，数据库的一致性随之上升，而并发性反而下降。事务隔离的这种特性实际上会影响一个应用的性能和数据完整性，例如，对于性能要求较高的应用比如信用卡处理等，您可以适当降低其事务隔离级别，以提高整个应用的并发性（但是会降低数据的完整性）；对于并发量较小的应用比如财务处理等，您可以适当提高其事务隔离级别，以提高数据的完整性（但是会降低应用的性能）。大多数应用服务器和数据库都有自己默认的事务隔离级别，当然，通过Spring或EJB您可以很方便地修改。
Spring和EJB都支持四种基本的事务隔离级别，它们是（隔离级别从低到高的顺序）：
- 读未提交（TransactionReadUncommited）
- 读已提交（TransactionReadCommited）
- 可重复读（TransactionRepeatableRead）
- 串行化（TransactionSerializable）
6.2.1、读未提交
这是Spring所支持的最低的隔离级别，在该隔离级别下，事务允许在其它事务提交之前，读取其未提交的、对数据库的任何修改。为了说明这个问题，我们还是以在线交易为例，假设当前的价格为90.00，此时，有两个事务同时到达，事务A执行更新操作，而事务B执行查询操作；在事务隔离级别设置为“读未提交”时，该场景的处理流程如下图所示：
注意，在t2时刻，事务A对数据库进行了一次更新操作，而它提交之前，事务B就可以在t3时刻观察到这种变化，读取到更新后的价格（94.23）；也就是说，事务A中的更新操作完全没有被隔离。如果事务A因为异常回滚，那么事务B中读取的数据就是脏数据。这一隔离级别违反了最基本的ACID特性，因此很多数据库都不支持（包括Oracle） 。
6.2.2、读已提交
这一隔离级别允许多个事务同时操作一组数据，但是隐藏了事务之间所有未提交的更新；即事务A看不见事务B中对数据库所作的修改，直到事务B提交为止。仍然以上面的在线交易为例，此时的处理流程如下图所示：
注意，当事务A在t2时刻更新了价格（94.23）之后，事务B在t3时刻仍然看不到该更新，此时读取价格仍然是90.00。这是一种是用较多的隔离级别，它既允许了事务B获取数据（支持并发性），同时又隐藏了其它事务（事务A）对该数据的更新，直到（事务A）提交的那一刻为止。几乎所有的数据库都支持“读已提交”的隔离级别，并且大部分将其作为缺省的隔离级别。
6.2.3、可重复读
这是较之前两者更为严格的事务隔离级别，它真正将所有事物相互隔离起来。该隔离级别确保，事务开始时读取到的一组数据，在整个事务周期内都不会改变（除非拥有读写锁的事务本身修改了它），直到该事务提交为止。仍然以上面的在线交易为例，此时的处理流程如下图所示：
注意在这个例子中，尽管在事务B执行期间，事务A插入了一条数据（QRS），但是在事务B在t2时刻查询所得的结果依然和t0时刻一样（不包含QRS），即使到了t4时刻，事务A已经提交了也是如此（这一点不同于“读已提交”） 。只有在事务B也提交了，它才会看见事务A对数据库所作的修改。值得注意的是，该隔离级别下，会在被查询或修改的数据上加上读写锁，因此任何想要修改该数据的其它事务会等待（或失败），直到“可重复读”的事务提交为止。
6.2.4、串行化
这是JAVA所支持的最高隔离级别。在该隔离级别下，所有同时到达的事务将会“排队进入”，保证每次只允许一个事务操作数据。（我们后面将会看到，对于Oracle来说，这并不完全正确） 。使用“串行化”的隔离级别，应用的并发性明显下降，而数据完整性则显著提高。仍然以上面的在线交易为例，此时的处理流程如下图所示：
此时，事务B将会一直挂起，直到事务A提交（或回滚） 。尽管所有的数据库都支持这种隔离级别，Oracle的处理方式略有不同，它使用“多版本数据“的方式来避免事务B的挂起。但是，如果事务B试图获取事务A所处理的数据时，Oracle会抛出ORA08177的错误信息，提示该事务隔离级别下，无法串行获取数据。
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