Tech News/Blog Notebook [22.2.6]

数据库ACID

atomic 原子性
consistency 一致性
isolation 隔离性
durability 持久性

Isolation 持久性：数据库在并发事务下的表现。

参考：《A Critique of ANSI SQL Isolation Levels》，简要版本

事务并发时，会出现的8类问题：

P0：Dirty Write

事务T1改写了事务T2写入但还未提交的值。

A Dirty Write occurs when one transaction overwrites a value that has previously been written by another still in-flight transaction.

会造成的两个影响：

violates the integrity constraint

the system can’t automatically rollback to a before image on transaction abort.

解法：long-duration write lock

P1：Dirty Read

事务T1读取到了事务T2已写入但还未commit的值。

A Dirty Read occurs when one transaction reads a value that has been written by another still in-flight transaction.

解法：short-duration read locks + long-duration write locks

P2：Non-Repeatable Read（Fussy Read）

在一个事务中已经被读取的值，被另一个事务给改写了。

A Fuzzy or Non-Repeatable Read occurs when a value that has been read by a still in-flight transaction is overwritten by another transaction.

解法：long-duration read and write locks，or 基于谓词的short-duration lock读取（Select... where P）

P3：Phantom（幻读）

当事务T1使用Select... Where P读取数据时，事务T2同时在执行且刚好将值更新为P的状态，导致T1以为自己读到的是正确条件下的值，但其实不是。

A Phantom occurs when a transaction does a predicate-based read (e.g. SELECT… WHERE P) and another transaction writes a data item matched by that predicate while the first transaction is still in flight.

解法：long-duration read and write locks

P4：Lost Update

一图胜千言，T2事务的更新丢失了（因为被T1事务给覆盖了）

P4C：Cursor Lost Update

Cursor Lost Update是Lost Update的一个变体，效果是一样的。

解法：holding a lock on the current item of the cursor until the cursor moves or is closed.

A5A：Read Skew（读偏序）

同一事务的两个数据读取之间，被其他事务更改了部分数据的值。

A5B：Write Skew（写偏序）

事务中更新某个值的谓语，在用于校验后被其他事务修改了。

六种隔离级别（Isolation Level）：

Read Uncommitted（Degree 1）
Read Committed（Degree 2）
Cursor Stability
Repeatable Read
Snapshot
ANSI SQL（Serializble 可串行化，Degree 3）

　　Snapshot Isolation的核心思想是事务的读操作从已提交的数据中读取，此时数据的版本时间戳为StartTimestamp，然后进行一些列事务内部的操作，提交时生成一个CommitTimestamp。当StartTimestamp和CommitTimestamp之间没有任何WriteSets Rows被其他事务写入时，本次提交成功，从而可以避免Dirty Write、DIrty Read、Fuzzy Read、Lost Update、Cursor Lost Update以及Read Skew，但无法避免Phantom和Write Skew。

　　因为Snapshot Isolation只关注WriteSet Rows有没有被其他事务更新，所以在依赖谓语的更新语句中，若谓语的数据不在WriteSet Rows中而被其他并行地事务更新时，Snapshot Isolation是感知不到的，因此SI无法避免Write Skew。

待扩展阅读：https://zhuanlan.zhihu.com/p/54979396