事务隔离级别的历史

最新推荐文章于 2025-06-17 18:40:35 发布

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隔离级别

隔离级别是设计数据库系统的重要要求。对于事务来说，按照既定顺序一个接一个地执行，那么数据库最终一定会得到一个确定的正确的结果。然而，这样的实现对于现如今的系统来说代价太大。严格地顺序执行意味着事务之间的并发度为0，导致系统的性能不佳。

我们知道，并不是所有的系统都要求事务达到一个强的正确性的顺序，只要能够提供一个一致性的状态，可以适当降低对事务正确性的要求。因此，我们需要一个能够提供不同要求的分级标准，根据应用的需求，来设计数据库系统不同隔离级别的实现，从而在满足应用要求的同时，也能够尽可能的提高系统性能。

一个好的隔离级别的定义有两个目标：（1）正确。每个级别的定义，应该能够将所有损害该级别想要保证的正确性的情况排除在外。也就是说，只要实现满足某一隔离级别定义，就一定能获得对应的正确性保证。（2）实现无关。常见的并发控制的实现方式包括，锁、OCC以及多版本。而一个好的标准不应该限制其实现方式。

隔离级别的定义比较复杂。最开始的时候是根据能够避免不同的异象来判定隔离等级。但是由于异象的定义存在歧义，从而出现了基于锁实现的异象的定义。但后来的证明发现，基于锁的异象太严格，且与实现方式相关，不能为OCC以及MVCC所适用。因此，提出了基于序列化图的异象定义，并给出了更多的隔离级别。

针对快照隔离，后来提出了快照可序列化的概念，又在SSI上扩展了这项工作。最终，在PG中实现了可序列化。后面，A Critique of Snapshot Isolation 指出SSI bootstrapping算法可以简化。

通过牺牲可串行化来提高系统性能。

ANSI SQL提出了非形式化的定义，规定了每个隔离级别的某些类型的行为或者现象。一个完全可串行化的系统不允许出现所有情况，而较低的隔离级别阻止了其中的一些情况，但允许其他情况。

ANSI SQL标准定义了不同的异象，并根据不同的能够避免异象的多少来划分不同的隔离级别。

（1）脏读：一个事务读到了另一个事务还没提交的中间值。

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（2）不可重复读：一个事务中连续读取同一个值时返回结果不一样（中途被其他事务更改了）。

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（3）幻读：当一个事务按照条件C检索出一批数据，还未结束。另外的事务写入了一个新的满足条件C的数据，使得前一个事务检索的数据集不准确。

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根据阻止不同的异象，划分了四种隔离级别。

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这些定义和隔离级别虽然看起来比较清晰，与实现无关。但还是有不足。