作者介紹： 那海藍(lán)藍(lán)，騰訊技術(shù)工程事業(yè)群計(jì)費(fèi)平臺(tái)部金融云TDSQL數(shù)據(jù)庫(kù)T4級(jí)專家，熟悉PostgreSQL、MySQL、Informix等數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核技術(shù)，著有《數(shù)據(jù)庫(kù)查詢優(yōu)化器的藝術(shù)》一書。《數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)處理的藝術(shù)》為最新出版力作，經(jīng)機(jī)械工業(yè)出版社授權(quán)，“騰訊技術(shù)工程官方號(hào)”將獨(dú)家免費(fèi)開放閱讀，我們將分期為讀者奉上那海藍(lán)藍(lán)的技術(shù)盛宴。

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本篇介紹數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的事務(wù)處理技術(shù)，從數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)理論出發(fā)界定事務(wù)處理技術(shù)的范圍，討論了事務(wù)機(jī)制應(yīng)對(duì)的問題、事務(wù)處理的理論基礎(chǔ)和并發(fā)控制技術(shù)。

全篇立足于數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)處理的基本理論，第 1 章界定了本書討論的事務(wù)處理技術(shù)所解決的問題，幫助讀者理解事務(wù)處理技術(shù)的背景和需求。在筆者看來(lái)，理解問題比掌握解決問題的方式更為重要。

第 2 章講述事務(wù)處理技術(shù)的基本概念和理論，但不是對(duì)經(jīng)典教科書的翻錄，而是結(jié)合筆者多年數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核開發(fā)的心得和經(jīng)驗(yàn)，融入自己的理解，幫助讀者從眾多的頭緒中理出線索。當(dāng)然，要想徹底理解掌握事務(wù)處理的基礎(chǔ)理論，還需要系統(tǒng)、全面地閱讀經(jīng)典的事務(wù)處理教材。

如果能夠把閱讀經(jīng)典教材和本書相結(jié)合，并對(duì)比印證，則如步入百花叢中：百花叢中識(shí)花香，迷霧夢(mèng)里尋捷徑，這是一本好書所能做到的事情。

但愿書長(zhǎng)久，十年共嬋娟。

第 1 章?數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的事務(wù)原理

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DataBase? Management? System，DBMS，以下簡(jiǎn)稱“數(shù)據(jù)庫(kù)”），是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，功能主要包括：數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù) 等 。

數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)處理機(jī)制，是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的基石。掌握數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，必須要掌握事務(wù)處理的技術(shù)，這樣才能把握數(shù)據(jù)庫(kù)的核心技術(shù)。同時(shí)，也必須了解數(shù)據(jù)庫(kù)為什么會(huì)需要事務(wù)處理技術(shù)，即事務(wù)處理技術(shù)要解決的問題，這一點(diǎn)，就是我們?cè)诘谝徽碌谝还?jié)開門見山地提出的問題。

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1.1 事務(wù)模型要解決的問題

事務(wù)模型，是電子交易操作的保障。沒有事務(wù)模型，并發(fā)操作以及操作中途的系統(tǒng)異常將可能使數(shù)據(jù)發(fā)生混亂，本節(jié)就各種潛在的問題進(jìn)行討論。

1.1.1?????為什么需要事務(wù)處理機(jī)制

數(shù)據(jù)庫(kù)為什么需要事務(wù)處理機(jī)制？

面對(duì)這個(gè)問題，一些數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)從業(yè)者掩卷思考，給出以下幾個(gè)答案：

答案一：數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)處理機(jī)制，主要是解決臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀等問題的。答案二：數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)處理機(jī)制，主要是實(shí)現(xiàn)了ACID 特性的。

答案三：數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)處理機(jī)制，主要是以多版本兩階段封鎖協(xié)議實(shí)現(xiàn)可串行化快照隔離。引自《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》王珊，薩師暄著。

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以上答案，哪個(gè)正確呢？其實(shí)，沒有一個(gè)是正確的。

對(duì)于第一個(gè)回答，提出了事務(wù)處理技術(shù)中可能出現(xiàn)的三種經(jīng)典問題，這三種問題，是數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)處理技術(shù)中并發(fā)控制模塊為實(shí)現(xiàn)不同隔離級(jí)別而要解決的三個(gè)問題，不是事務(wù)處理機(jī)制面臨的問題。所以第一個(gè)回答，以局部問題來(lái)覆蓋整體，以偏概全了。

第二個(gè)回答，提出了 ACID四大特性 ，這四個(gè)特性在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中一個(gè)也不可少， 但這僅僅是“四個(gè)特性”，并不是我們需要數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)處理機(jī)制的根本原因。

第三個(gè)回答，提出了多項(xiàng)事務(wù)處理機(jī)制中需要的技術(shù)，如多版本（Multiversion concurrency control，MVCC）、兩階段封鎖（2 Phase Lock）、快照隔離（Snapshot Isolation）等，但是這些技術(shù)僅僅是事務(wù)處理機(jī)制中的一些重要技術(shù)，用于并發(fā)控制管理和隔離級(jí)別的實(shí)現(xiàn)，并不是需要事務(wù)處理機(jī)制的原因。

那么，什么是數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)模型被提出的原因呢？

我們先回避問題，繞道看如下的一個(gè)實(shí)際用戶操作，從 A 賬戶轉(zhuǎn)賬 50 元到 B 賬戶，其過程如表1-1 所示。

表 1-1 事務(wù)處理機(jī)制的作用

第一種情況，沒有事務(wù)處理機(jī)制	第二種情況 ，有事務(wù)處理機(jī)制
1. read(A) 2. A := A – 50 3.? write(A) 4.? read(B) 5. B := B + 50 6. write(B)	?begin 1. read(A) 2. A := A – 50 3.? write(A) 4.? read(B) 5. B := B + 50 6. write(B) ?commit
假設(shè)第 3 行“3. write(A) ”操作完成，A 賬戶已經(jīng)少 了 50 元	假設(shè)第 3 行“3. write(A) ”操作完成，A 賬戶已經(jīng)少 了 50 元
從第四行開始，數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)；重啟后，A 賬戶少了 50 元但是 B 賬戶卻沒有增加 50 元	從第四行開始，數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)；重啟后，事務(wù)沒有提交， A 賬戶盡管少了 50 元，但是事務(wù)因沒有成功提交，導(dǎo)致 A 減少 50 元的操作“失效”
那么，A 少了的 ?50 元，哪里去了？	那么，A 少了 50 元的操作，被回滾掉了，A 不會(huì)有 經(jīng)濟(jì)損失
如果發(fā)生這樣的事情，誰(shuí)還敢用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)記錄交易信息？	如果發(fā)生這樣的事情，A 是不是不用擔(dān)心劃賬失敗了？

事務(wù)處理機(jī)制，就是要保證用戶的數(shù)據(jù)操作動(dòng)作對(duì)數(shù)據(jù)是“安全的”。

那么，什么樣的操作是安全的呢？數(shù)據(jù)只有在帶有“ ACID ”四個(gè)特性的事務(wù)處理機(jī)制的保障下，才可以認(rèn)為是“安全的”。

這里提到的大家耳熟能詳?shù)摹?ACID”四個(gè)特性，正是事務(wù)模型的核心內(nèi)容。事務(wù)概念及其相關(guān)技術(shù)（為實(shí)現(xiàn)“ACID”四個(gè)特性的技術(shù)）的提出，給應(yīng)用開發(fā)人員抽象出一個(gè)非常好用的數(shù)據(jù)處理模型，這個(gè)模型可以保證：操作間串行執(zhí)行，執(zhí)行中不必?fù)?dān)心出錯(cuò)。這

ACID，A是原子性，C是一致性，I是隔離性，D是持久性。詳見1.2.1節(jié)。

就是事務(wù)模型被提出的原因。A 保證了操作（一些有完整邏輯意義的數(shù)據(jù)讀寫動(dòng)作）要么成功要么失敗，A 和 C 保證了數(shù)據(jù)不會(huì)因?qū)懖僮靼l(fā)生不一致，I 保證了在多會(huì)話并發(fā)讀寫同一份數(shù)據(jù)的情況下數(shù)據(jù)的完全一致（或數(shù)據(jù)可能不一致但尚可接受），D 保證了被修改的數(shù)據(jù)能長(zhǎng)久地存儲(chǔ)。

事務(wù)模型自被提出后，逐漸成為商業(yè)世界穩(wěn)定有序運(yùn)作的基石，數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)承載的交易事件的結(jié)果不會(huì)因系統(tǒng)故障被損傷。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了事務(wù)模型，使得數(shù)據(jù)庫(kù)在電子交易中發(fā)揮了非常重要的作用。這也是數(shù)據(jù)庫(kù)為什么需要事務(wù)處理機(jī)制，即事務(wù)模型的原因。

1.1.2 事務(wù)機(jī)制要處理的問題—事務(wù)故障、系統(tǒng)故障、介質(zhì)故障

事務(wù)模型是商業(yè)世界運(yùn)作的基石，主要體現(xiàn)在交易處理電子化。作為一個(gè)軟件系統(tǒng)， 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)會(huì)遭遇一些故障，如我們常說(shuō)的事務(wù)故障、系統(tǒng)故障、介質(zhì)故障等。

對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，因?yàn)閿?shù)據(jù)實(shí)在太為重要，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)該能夠保證在出現(xiàn)故障時(shí)， 數(shù)據(jù)依然滿足 ACID 特性。

對(duì)于事務(wù)內(nèi)部的故障，一般可分為預(yù)期的和非預(yù)期的。預(yù)期的事務(wù)內(nèi)部故障是指可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)處理機(jī)制發(fā)現(xiàn)的事務(wù)內(nèi)部故障，這時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)處理機(jī)制提供了回滾操作保證了數(shù)據(jù)免受損害；非預(yù)期的事務(wù)內(nèi)部故障如運(yùn)算溢出故障、并發(fā)事務(wù)死鎖故障、違反了某些完整性約束而導(dǎo)致的故障等，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)依然可以通過回滾操作保證數(shù)據(jù)免受損害，所以回滾操作在事務(wù)處理機(jī)制中占有重要地位，不同的數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)回滾的實(shí)現(xiàn)方式也不盡相同。

對(duì)于系統(tǒng)故障，如數(shù)據(jù)庫(kù)在運(yùn)行過程中，由于硬件故障、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件及操作系統(tǒng)的漏洞、突然停電等，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)停止運(yùn)行，所有正在運(yùn)行的事務(wù)以非正常方式終止，需要數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)重新啟動(dòng)，這時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為保障ACID 特性，提供了基于 REDO/UNDO 的恢復(fù)機(jī)制，可以正確恢復(fù)到系統(tǒng)崩潰前的狀態(tài)。

介質(zhì)故障也稱為硬故障，主要指數(shù)據(jù)庫(kù)在運(yùn)行過程中，由于磁頭碰撞、磁盤損壞、強(qiáng)磁干擾、天災(zāi)人禍等情況，使得數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)部分或全部丟失。解決這一類故障，要依賴于備份系統(tǒng)和歸檔日志，歸檔的日志、系統(tǒng)運(yùn)行期間記載的REDO/UNDO 日志等日志相關(guān)內(nèi)容，也是事務(wù)處理機(jī)制的一部分，日志管理部分的內(nèi)容較多，一般的書籍會(huì)將日志管理獨(dú)立為若干章節(jié)進(jìn)行討論。

總的來(lái)說(shuō)，事務(wù)處理機(jī)制為應(yīng)對(duì)這三類故障，提供了很多技術(shù)，如日志與恢復(fù)子系統(tǒng)、并發(fā)控制子系統(tǒng)、存儲(chǔ)子系統(tǒng)等，和事務(wù)處理機(jī)制密切相關(guān)，我們將在1.2 節(jié)繼續(xù)進(jìn)行討論。

1.1.3 并發(fā)帶來(lái)的問題—三種常見的讀數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象

數(shù)據(jù)不在 ACID 特性的保護(hù)下會(huì)發(fā)生不一致的現(xiàn)象，那么：在 ACID 的保護(hù)下，是不是數(shù)據(jù)就一定不會(huì)產(chǎn)生不一致的現(xiàn)象呢？

在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，多個(gè)會(huì)話（session）可以訪問同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的同一個(gè)表的同一行數(shù)據(jù)。這樣，對(duì)于數(shù)據(jù)而言，就意味著在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，有多個(gè)會(huì)話可以對(duì)其施加操作（或讀操作或?qū)懖僮?#xff09;，讀寫操作施加的順序不同以及事務(wù)中 A 特性對(duì)事務(wù)結(jié)果的影響（或成功或失敗，即要么提交要么中止），這三種因素疊加在一起，會(huì)存在幾種對(duì)數(shù)據(jù)有不同影響的情況：

• 讀– 讀操作：如果同時(shí)只存在多個(gè)讀操作，對(duì)于數(shù)據(jù)自身則沒有影響；既讀和讀操作互不影響數(shù)據(jù)的一致性，讀讀操作可以并發(fā)執(zhí)行。

• 讀 – 寫操作：如果讀寫操作都存在，因?qū)懺谇白x在后（如臟讀現(xiàn)象）、讀在前寫在后

（如不可重復(fù)讀現(xiàn)象），或者讀在前寫在后然后又讀（如幻象現(xiàn)象），就可能因數(shù)據(jù)被寫而導(dǎo)致另外一個(gè)讀操作的會(huì)話讀到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。這個(gè)操作可以根據(jù)動(dòng)作發(fā)生的先后順序被細(xì)分為讀 – 寫操作、寫 – 讀操作。

• 寫 – 寫操作：如果同時(shí)存在多個(gè)寫操作，寫 – 寫操作直接改變了數(shù)據(jù)在同一時(shí)刻的語(yǔ)義，這就更不被允許，所以寫 – 寫操作通常不允許被并發(fā)執(zhí)行。但是，如果不做并發(fā)控制，寫– 寫并發(fā)操作也會(huì)帶來(lái)數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象（1.1.4節(jié)探討寫 – 寫操作引發(fā)的異常）。

這三種情況的第二種，對(duì)應(yīng)了 SQL 標(biāo)準(zhǔn)中定義的三種數(shù)據(jù)異常的現(xiàn)象，注意這三種異常都是針對(duì)某個(gè)事務(wù)（第 2.2.1 節(jié)稱這樣的事務(wù)為“主事務(wù)”）的讀操作而言的。SQL2003標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象的定義如下：

The isolation level specifies the kind of phenomena that can occur during the execution of concurrent SQL-transactions. The following phenomena are possible:
1) P1 (“Dirty read”): SQL-transaction T1 modifiesa row. SQL-transaction T2 then read sthat row before T1 performs a COMMIT. If T1 then performs a ROLLBACK, T2 will have read a row that was never committed and that may thus be considered to have never existed.
2) P2 (“Non-repeatable read”): SQL-transaction T1 readsa row. SQL-transaction T2 then modifies or deletes that row and performs a COMMIT. If T1 then attempts to reread the row, it may receive the modified valueor discover that the row has been deleted.
3) P3 (“Phantom”): SQL-transaction T1 reads the set of rows N that satisfy some <search condition>. SQL-transaction T2 then executes SQL-statements that generate one or more rows that satisfy the <search con-dition> used by SQL-transaction T1. If SQL-transaction T1 then repeats the initial read with the same <search condition>, it obtains a different collection of rows.

怎么理解上面的內(nèi)容呢？從 SQL 標(biāo)準(zhǔn)的定義可以看出：

?首先，涉及了并發(fā)事務(wù)（concurrentSQL-transactions）：至少有兩個(gè)事務(wù)同時(shí)發(fā)生，如上面所舉的三種異?，F(xiàn)象中，分別使用了事務(wù)T1和 T2。但是，更為復(fù)雜的情況，如下一節(jié)所談到的“寫偏序（writeskew）”現(xiàn)象的發(fā)生可以是兩個(gè)或三個(gè)事務(wù)同時(shí)發(fā)生。

其次，涉及了隔離級(jí)別（isolation level）：如果多個(gè)事務(wù)是“可串行化”的，則意味著事務(wù)之間不應(yīng)該互相影響（不是“一定互不影響”而是“不應(yīng)該互相影響”），即邏輯上不應(yīng)當(dāng)存在“讀寫”沖突，所以數(shù)據(jù)庫(kù)引擎實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)該避免“讀寫”沖突造成的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。避免的含義就是在數(shù)據(jù)庫(kù)引擎編碼實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，采取并發(fā)控制技術(shù)，消除“臟讀”、“不可重復(fù)讀”、“幻象”這三種現(xiàn)象。采取的手段是分級(jí)控制（不同的隔離級(jí)別），分別使用“已提交? （READCOMMITTED）”、“可重復(fù)讀（REPEATABLE? READ）”和“可串行化（SERIALIZABLE）”這幾種隔離級(jí)別，來(lái)應(yīng)對(duì)這三種數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。

數(shù)據(jù)操作的對(duì)象，臟讀和不可重復(fù)讀是以“row”（一行）為單位，而幻象現(xiàn)象操作的是一個(gè)數(shù)據(jù)集（零行到多行）。

下面，我們把 SQL 標(biāo)準(zhǔn)的話語(yǔ)轉(zhuǎn)為一個(gè)表格（如表 1-2 所示），以更好地理解一下三種異?，F(xiàn)象。

表 1-2 SQL 標(biāo)準(zhǔn)定義的三種讀數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象

說(shuō)明：

• 表格頭兩行，表明? SQL? 標(biāo)準(zhǔn)定義的三種異?，F(xiàn)象，分別是臟讀、不可重復(fù)讀、幻象。

• 表格第一列，時(shí)間值列，表明時(shí)間值在逐漸增長(zhǎng)，即 t0<t1<t2<t3。

• 對(duì)于每一種異常現(xiàn)象，都分為2個(gè)列，分別是兩個(gè)并發(fā)的事務(wù)，各自命名為 T1事務(wù)和 T2事務(wù)。

• 表格中的 R(row)，表示讀 row數(shù)據(jù)對(duì)象；W(row) 表示寫 row對(duì)象，讀寫操作的是同一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象 row；W(row)-Update/Delete后面的 Update/Delete表示的寫操作是DML語(yǔ)句中的 UPDATE或 DELETE語(yǔ)句產(chǎn)生的寫數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象 row的操作。

• 帶有“ R(rows)-WHERE<condition> ”的表示SQL語(yǔ)句讀數(shù)據(jù)（通常是 SELECT語(yǔ)句）帶有 WHERE子句，此子句的條件表達(dá)式是“<condition> ”。

• 帶有“ W(rows)-Update/Insert-<condition>”的表示寫操作生成的數(shù)據(jù)滿足與其他事務(wù)讀操作帶有的相同的條件表達(dá)式“<condition> ”，且此寫操作要么是UPDATE，要么是 INSERT語(yǔ)句。

• 帶有底色的，表示其對(duì)應(yīng)時(shí)刻，如果發(fā)生對(duì)應(yīng)的操作，將引發(fā)異?，F(xiàn)象。

• 臟讀現(xiàn)象：按照時(shí)間順序，T1事務(wù)在 t0時(shí)刻對(duì) row進(jìn)行了修改（更新），T2事務(wù)在 t1時(shí)刻先讀取了被 T1修改了的 row的值，但是 T1在 t2時(shí)刻中止使得對(duì)row的修改失效。如果數(shù)據(jù)庫(kù)引擎不支持因并發(fā)操作避免數(shù)據(jù)異常，則 T2在 t1 時(shí)刻讀到的就是 T1修改后的數(shù)據(jù)，但是這個(gè)數(shù)據(jù)在現(xiàn)實(shí)世界中不存在，對(duì)于事務(wù) T2而言，讀取了被回滾掉的數(shù)據(jù)，即事務(wù) T2發(fā)生了臟讀異?，F(xiàn)象。另外 , 對(duì)于臟讀現(xiàn)象 , 還存在如表 1-3的兩種變形情況。

• 不可重復(fù)讀現(xiàn)象：事務(wù) T1在 t0時(shí)刻先讀取 row的舊值，事務(wù) T2在 t1時(shí)刻對(duì) row進(jìn)行了修改（更新或刪除）然后提交事務(wù)使得修改生效，此時(shí)row因更新變?yōu)榱诵轮祷蛞騽h除而不再存在。接下來(lái)，事務(wù) T1在 t3時(shí)刻再次讀取 row對(duì)象的值但是 row的值已經(jīng)是新值或者不存在了。對(duì)于事務(wù) T1 而言，物是（同樣是讀 row這個(gè)對(duì)象）人非（值已經(jīng)和 t0時(shí)刻讀到的值不同），事務(wù) T1發(fā)生了不可重復(fù)讀異?，F(xiàn)象。

• 幻象現(xiàn)象：事務(wù) T1在 t0時(shí)刻帶有特定條件地讀取了row對(duì)象的數(shù)據(jù)，事務(wù) T2在 t1 時(shí)刻插入新的數(shù)據(jù)或更新其他舊數(shù)據(jù)但滿足事務(wù)T1的特定 WHERE 條件，新的數(shù)據(jù)滿足與事務(wù) T1同樣的條件，當(dāng)事務(wù) T1在t3時(shí)刻再次以同樣的條件讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，rows 對(duì)象的值已經(jīng)有新加入的行（因插入而比第一次讀多出了數(shù)據(jù)）。對(duì)于事務(wù) T1而言，物是（同樣是讀滿足“<condition> ”條件的多個(gè) row對(duì)象）人非（值已經(jīng)和 t0時(shí)刻讀到的值不同），事務(wù) T1發(fā)生了幻象異?，F(xiàn)象?；孟笥址Q為幻讀，即第二次讀操作讀取了第一次讀操作沒有讀到的rows（一行或多行）。

臟讀異常的變形如表 1-3 所示。

表 1-3?? 臟讀異常的變形

在了解了 SQL 標(biāo)準(zhǔn)定義的三種異常現(xiàn)象后，回到我們?cè)诒竟?jié)開始提出的問題：

在 ACID 的保護(hù)下，是不是數(shù)據(jù)就一定不會(huì)產(chǎn)生不一致的現(xiàn)象呢？

答 案 已 經(jīng) 很 明確： 即 使 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 系 統(tǒng) 提 供 ACID， 除 非 我 們 使 用“可 串 行 化

（SERIALIZABLE）”隔離級(jí)別，否則數(shù)據(jù)在其他不同的隔離級(jí)別下還會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。

有關(guān)這三種數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象的更多探討，請(qǐng)參見 1.1.7 節(jié)。

1.1.4 并發(fā)帶來(lái)的問題—寫 – 寫并發(fā)操作引發(fā)的數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象

上一節(jié)，我們探討了三種讀數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象，請(qǐng)注意，異?，F(xiàn)象發(fā)生在一個(gè)事務(wù)中后面的READ 讀操作上。這三種讀數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象被 SQL 標(biāo)準(zhǔn)定義。那么：是不是對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)操作只會(huì)產(chǎn)生上述的三種讀數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象？

事務(wù)概念的奠基人，Jim Grey 先生，在其著作《事務(wù)處理：概念與技術(shù)》中提到了一個(gè)“Lost Update ”異常的概念，字面含義是“更新丟失”，這是一個(gè)寫操作的異常，與上一節(jié)提到的三種讀操作異常不同。

除了“ Lost Update ”異常外，這一節(jié)我們還將探討另外一種異常，如表 1-4所示。

表 1-4?? 寫數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象

說(shuō)明：

• 表格頭兩行，表明寫寫并發(fā)操作引發(fā)的兩種異?，F(xiàn)象，分別是臟寫、丟失更新。

• 表格第一列，時(shí)間值列，表明時(shí)間值在逐漸增長(zhǎng)，即 t0<t1<t2<t3。

• 對(duì)于每一種異?，F(xiàn)象，都分為2個(gè)列，分別是兩個(gè)并發(fā)的事務(wù)，各自命名為 T1事務(wù)和 T2事務(wù)。

• 表格中的 R(row)，表示讀 row數(shù)據(jù)對(duì)象；W(row) 表示寫 row對(duì)象，讀寫操作的是同一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象 row；W(row)-Update后面的 Update表示的寫操作是 DML語(yǔ)句中的UPDATE語(yǔ)句產(chǎn)生的寫數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象 row的操作。

• 帶有陰影背景的，表示其對(duì)應(yīng)時(shí)刻，如果發(fā)生對(duì)應(yīng)的操作，將引發(fā)異常現(xiàn)象。

• 臟寫現(xiàn)象：按照時(shí)間順序，事務(wù) T1在 t0時(shí)刻對(duì) row進(jìn)行了修改（更新），事務(wù) T2在 t1時(shí)刻對(duì) row進(jìn)行了修改（更新），如果沒有并發(fā)控制，T2對(duì) row的修改會(huì)生成新值，但是 T1在 t3時(shí)刻回滾使得 T2對(duì) row的修改失效，而 T1的語(yǔ)義是：T1 自身對(duì) row的修改失效，這就把 T2修改的值回滾掉。對(duì)于事務(wù) T1而言，回滾掉了不是自己修改的數(shù)據(jù)，即事務(wù) T1上發(fā)生了臟寫現(xiàn)象。

• 丟失更新現(xiàn)象：按照時(shí)間順序，事務(wù) T2在 t1時(shí)刻對(duì) row進(jìn)行了修改（更新），事務(wù)

T1在 t2時(shí)刻對(duì) row進(jìn)行了修改（更新），如果沒有并發(fā)控制，T1對(duì) row的修改會(huì)生成新值，但是 T1在 t3時(shí)刻提交使得 T2對(duì) row的修改失效。對(duì)于事務(wù) T1而言，覆蓋掉了不是自己修改的數(shù)據(jù)，即事務(wù) T1上引發(fā)了丟失更新現(xiàn)象（t3時(shí)刻如果是事務(wù)

T2提交而不是事務(wù)T1提交，也是丟失更新，只是事務(wù)T2上引發(fā)了丟失更新現(xiàn)象）。不管是讀異常還是寫異常，并發(fā)控制技術(shù)都要規(guī)避這些異常，保證數(shù)據(jù)在不同隔離級(jí)別下一致性不被破壞。

1.1.5 語(yǔ)義約束引發(fā)的數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象

如果說(shuō)數(shù)據(jù)在 ACID 特性（帶有了并發(fā)控制技術(shù)）的保護(hù)下會(huì)發(fā)生不一致的現(xiàn)象，那么：在 ACID 和快照隔離級(jí)別技術(shù)（多版本）的保護(hù)下，是不是數(shù)據(jù)就一定不再會(huì)產(chǎn)生不一致的現(xiàn)象呢？

答案是否定的。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的異常，在多種并發(fā)控制技術(shù)中已經(jīng)被解決，但這不表明所有的異常都已經(jīng)被解決，更不表明不再有新的異常被發(fā)現(xiàn)。

我們知道，數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)控制技術(shù)中有一個(gè)大名鼎鼎的技術(shù)，稱為快照隔離（Snapshot Isolation） ，這項(xiàng)技術(shù)解決了讀和寫之間的沖突，在保證數(shù)據(jù)不會(huì)產(chǎn)生前面兩節(jié)提到的讀異常和寫異常的情況下，使得讀寫互不阻塞（兩階段封鎖技術(shù)中讀寫操作互相阻塞），提高了并發(fā)度。

注意我們這里談到的多版本是“multi-version，簡(jiǎn)稱 MV ”，其相對(duì)于“single-valued，簡(jiǎn)稱 SV”，這個(gè)多版本是指并發(fā)控制技術(shù)中的數(shù)據(jù)項(xiàng)有多個(gè)版本，其含義僅此而已?？煺崭綦x并發(fā)技術(shù)是多版本并發(fā)控制（Multiversion concurrency control，MVCC）技術(shù)的一部分， 其發(fā)生作用，需基于“數(shù)據(jù)項(xiàng)存在多個(gè)版本”。

快照隔離并發(fā)控制技術(shù)的缺點(diǎn)，是并不能真正保證事務(wù)為“可串行化的”，即事務(wù)間的并發(fā)操作依舊會(huì)引發(fā)數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象，但是這里的數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象有別于前面提到的各種異?，F(xiàn)象，其異常現(xiàn)象是“業(yè)務(wù)的邏輯語(yǔ)義”引發(fā)的，即除了抽象的讀寫操作，數(shù)據(jù)間還應(yīng)該滿足一定語(yǔ)義，即約束（constraint）。

在快照隔離并發(fā)控制技術(shù)中并發(fā)的事務(wù)因不滿足約束而發(fā)生的異常，稱為“寫偏序（Write Skew）”，這樣的異常有兩種，參見表 1-5。

說(shuō)明：

• 表格頭兩行，表明寫偏序異?，F(xiàn)象的兩種情況，分別是由兩個(gè)事務(wù)引發(fā)異常、三個(gè)事務(wù)引發(fā)異常。

• 表格第一列，時(shí)間值列，表明時(shí)間值在逐漸增長(zhǎng)，即 t0<t1<t2<t3<t4<t5<t6<t7。

• 對(duì)于每一種異常現(xiàn)象，都分為2個(gè)列，分別是兩個(gè)并發(fā)的事務(wù)，各自命名為 T1事務(wù)和 T2事務(wù)。

? ?詳情參見2.1.2節(jié)。

表 1-5 寫偏序異常的兩種情況

二個(gè)事務(wù)引發(fā)的異?，F(xiàn)象（簡(jiǎn)單寫偏序，Simple Write Skew）：按照時(shí)間順序，T1 事務(wù)在t0時(shí)刻讀取了在打電話的值班醫(yī)生個(gè)數(shù)，T2事務(wù)在 t1時(shí)刻也讀取了在打電話的值班醫(yī)生個(gè)數(shù)。事務(wù) T1在 t2時(shí)刻進(jìn)行判斷：如果在打電話的值班醫(yī)生個(gè)數(shù)大于等于2?人則請(qǐng)Alice停止打電話。事務(wù) T2在 t3時(shí)刻進(jìn)行判斷：如果在打電話的值班醫(yī)生個(gè)數(shù)大于等于 2人則請(qǐng) Bob停止打電話。然后事務(wù) T1和 T2分別提交。如果在這種并發(fā)的情況下，允許事務(wù)T1和 T2都提交成功，則 t6時(shí)刻，Alice和 Bob都停止了打電話。如果串行執(zhí)行事務(wù)，先執(zhí)行事務(wù) T1后執(zhí)行事務(wù) T2，Alice會(huì)停止打電話但 Bob不會(huì)停止，這與前一種情況的結(jié)果不同；如果先執(zhí)行事務(wù) T2后執(zhí)行事務(wù) T1，Bob會(huì)停止打電話但 Alice不會(huì)停止，這與前一種情況的結(jié)果也不同；這表明前一種并發(fā)執(zhí)行是非序列化的，而此時(shí)，事務(wù) T1、T2并發(fā)時(shí)違反了約束（約束為：如果同時(shí)打電話的人數(shù)大于等于2人則請(qǐng) Alice或 Bob其中一個(gè)人停止打電話直到同時(shí)打電話的人數(shù)少于 2人） 發(fā)生了寫偏序異?，F(xiàn)象。對(duì)于簡(jiǎn)單寫偏序，可以用一個(gè)形象化的圖表示，如圖 1-1 所示。

圖 1-1 兩個(gè)事務(wù)引發(fā)的異常現(xiàn)象優(yōu)先圖

? ?示例源自論文：DanR.K. Ports，KevinGrittner，SerializableSnapshotIsolationinPostgreSQL

三個(gè)事務(wù)引發(fā)的異?，F(xiàn)象（Batch Processing）：對(duì)于這種情況，后兩個(gè)并發(fā)更新事務(wù)T3 和 T2 是可串行化的且不存在任何異常，但是一個(gè)只讀事務(wù) T1 出現(xiàn)在某個(gè)時(shí)刻卻可能正好造成問題。所出現(xiàn)的問題是這樣的，當(dāng)事務(wù) T3 提交時(shí)，T2 處于活躍狀態(tài)， 這時(shí)，事務(wù) T1 啟動(dòng)要讀取事務(wù) T2 和 T3 涉及的數(shù)據(jù)（current_batch 和 receipts），這時(shí)，事務(wù) T1 的快照包括了事務(wù)T3 的插入后的結(jié)果（因?yàn)?T3 已經(jīng)提交）；但是，事務(wù) T2 沒有提交，它的插入操作數(shù)據(jù)不包含在事務(wù) T1 的快照中。在優(yōu)先圖（如圖 1-2 所示）中會(huì)造成一個(gè)環(huán)（有關(guān)如何形成這樣的環(huán)，參見 2.2.5 節(jié)），說(shuō)明這樣的調(diào)度是非可串行化的。

圖 1-2 三個(gè)事務(wù)引發(fā)的異?，F(xiàn)象優(yōu)先圖

本節(jié)所述的這兩種情況，如果使用優(yōu)先圖表示，都可以在參與操作的事務(wù)之間，畫出一個(gè)環(huán)，存在環(huán)說(shuō)明：調(diào)度是非可串行化的。為解決這樣的問題，要求數(shù)據(jù)庫(kù)引擎必須在事務(wù)提交時(shí)（甚至是環(huán)一形成即立刻回滾其中的一個(gè)事務(wù)）而不是在快照上檢查完整性約束，以避免本節(jié)所述的不一致現(xiàn)象。

1.1.6其他的異常

在《A Critique of ANSI SQL Isolation Levels》這篇論文中，除了上面提到的幾種異?，F(xiàn)象外，還提到了另外兩種異常，如表 1-6 和表 1-7 所示。

表 1-6? 讀 偏 序

? ?圖1-1、圖1-2的具體含義，請(qǐng)參見2.2.5節(jié)。?

說(shuō)明：

• 表格頭兩行，表明讀偏序異?，F(xiàn)象，是由兩個(gè)事務(wù)引發(fā)異常。

• 表格第一列，時(shí)間值列，表明時(shí)間值在逐漸增長(zhǎng)，即 t0<t1<t2<t3。

• 對(duì)于讀偏序異常現(xiàn)象，都分為2個(gè)列，分別是兩個(gè)并發(fā)的事務(wù)，各自命名為 T1事務(wù)和 T2事務(wù)。

• 事務(wù) T1在 t0時(shí)刻讀出數(shù)據(jù) x，事務(wù) T2在 t1時(shí)刻對(duì)數(shù)據(jù) x和 y進(jìn)行了修改在 t2時(shí)刻提交，事務(wù) T1在 t3時(shí)刻讀取 y，y是被事務(wù) T2修改后的數(shù)據(jù)，此時(shí)已經(jīng)不是 t0 時(shí)刻事務(wù) T1讀取 x時(shí)對(duì)應(yīng)的 y值，數(shù)據(jù)形成了不一致狀態(tài)（注意此時(shí)不是數(shù)據(jù)x處于不一致，而是 y處于不一致）。

  
  

游標(biāo)（Cursor），是數(shù)據(jù)庫(kù)引擎提供的一種讀取數(shù)據(jù)的方式。在數(shù)據(jù)庫(kù)中，為了防止使用游標(biāo)時(shí)其他事務(wù)并發(fā)修改游標(biāo)所包括的數(shù)據(jù)，定義了游標(biāo)穩(wěn)定性（Cursor Stability）隔離級(jí)別，這樣的隔離級(jí)別，是在讀取當(dāng)前數(shù)據(jù)項(xiàng)的時(shí)刻，在數(shù)據(jù)項(xiàng)上加鎖，當(dāng)游標(biāo)從當(dāng)前數(shù)據(jù)項(xiàng)移走則解鎖，此后曾經(jīng)被讀取過的數(shù)據(jù)項(xiàng)不再被并發(fā)保護(hù)（盡管使用游標(biāo)的事務(wù)沒有提交或中止，還處于活動(dòng)狀態(tài)）。但是，在使用游標(biāo)的時(shí)候，也會(huì)發(fā)生寫 – 寫異常，如表 1-7所示。

表 1-7?? 游標(biāo)丟失更新

說(shuō)明：

• 表格頭兩行，表明寫 – 寫并發(fā)操作引發(fā)的異?，F(xiàn)象，游標(biāo)丟失更新。

• 表格第一列，時(shí)間值列，表明時(shí)間值在逐漸增長(zhǎng)，即 t0<t1<t2<t3。

• 對(duì)于每一種異常現(xiàn)象，都分為2個(gè)列，分別是兩個(gè)并發(fā)的事務(wù)，各自命名為 T1事務(wù)和 T2事務(wù)。

• 游標(biāo)丟失更新現(xiàn)象：按照時(shí)間順序，事務(wù) T1在 t0時(shí)刻讀取 row的值后，即釋放了

row 上的鎖使得 row 沒有被并發(fā)保護(hù)，事務(wù) T2 在 t1 時(shí)刻對(duì) row 進(jìn)行了修改（更新），事務(wù) T1 在 t2 時(shí)刻對(duì) row 進(jìn)行了修改（更新），如果沒有并發(fā)控制，T1 對(duì) row 的修改會(huì)生成新值，但是T1 在 t4 時(shí)刻提交使得 T2 對(duì) row 的修改失效。對(duì)于事務(wù) T1 而言， 覆蓋掉了不是自己修改的數(shù)據(jù)，即事務(wù) T1 上引發(fā)了丟失更新現(xiàn)象。這樣的現(xiàn)象，本質(zhì)上就是丟失更新，只是發(fā)生在了游標(biāo)上，所以稱為游標(biāo)丟失更新。

我們?cè)?1.1.3 至 1.1.6 節(jié)，介紹了各種因并發(fā)引發(fā)的異常現(xiàn)象，有多種技術(shù)（2.2 節(jié)介紹多種并發(fā)控制技術(shù)）可以解決這些異?，F(xiàn)象，如下我們借用《A Critique of ANSI SQL Isolation Levels》這篇論文中的一張表，來(lái)簡(jiǎn)單總結(jié)一下前面幾節(jié)所談到的各種異常，如表1-8?所示。與隔離級(jí)別相關(guān)的內(nèi)容，參見 2.1節(jié)。

表1-8 所有的異常和隔離級(jí)別的關(guān)系

說(shuō)明：

• P0 DirtyWrite：臟寫，1.1.4節(jié)表 1-3。

• P1 DirtyRead：臟讀，1.1.3節(jié)表 1-2。

• P4 CCursorLostUpdate：游標(biāo)丟失更新，1.1.6節(jié)表 1-6。

• P4 LostUpdate：丟失更新，1.1.3節(jié)表 1-2。

• P2 FuzzyRead：模糊讀，即不一致讀，1.1.3節(jié)表 1-2。

• P3 Phantom：幻象，即幻讀，1.1.3節(jié)表 1-2。

• A5A ReadSkew：讀偏序，1.1.6節(jié)表 1-5。

• A5B WriteSkew：寫偏序，1.1.5節(jié)表 1-4。

• 與隔離級(jí)別相關(guān)的內(nèi)容，參見 2.1節(jié)。

• 深入探討三種讀數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象

在 1.1.3 節(jié)，我們提出了并發(fā)帶來(lái)的三種異?，F(xiàn)象，分別是臟讀、不可重復(fù)讀、幻象， 其中幻象又被稱為“幻讀”。

這一節(jié)，我們將以問答的形式，深入探討與這三種異?，F(xiàn)象相關(guān)的六個(gè)問題。

Q1：異?，F(xiàn)象是發(fā)生在表 1-2 中的事務(wù) T1 還是事務(wù) T2 ？

換一個(gè)提問方式，我們都知道數(shù)據(jù)庫(kù)提供了四種隔離級(jí)別，那么當(dāng)三種異常發(fā)生的時(shí)候，是應(yīng)該在事務(wù)T1 中還是事務(wù) T2 中設(shè)置隔離級(jí)別以避免數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象的產(chǎn)生？

答：首先，需要區(qū)分操作發(fā)生的主體。數(shù)據(jù)庫(kù)啟動(dòng)多個(gè)會(huì)話，要想會(huì)話之間互不影響，則需要標(biāo)識(shí)哪個(gè)是當(dāng)前會(huì)話、哪個(gè)是其他會(huì)話，然后設(shè)置隔離級(jí)別。有人認(rèn)為，這個(gè)很簡(jiǎn)單，每個(gè)會(huì)話對(duì)于其自身就是當(dāng)前會(huì)話。但是，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)引擎而言，他是不知道哪個(gè)會(huì)話是當(dāng)前的會(huì)話。

其次，需要考慮并發(fā)度。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)引擎而言，如果因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)引擎不知道哪個(gè)會(huì)話是當(dāng)前的會(huì)話，所以給每個(gè)會(huì)話的事務(wù)都設(shè)置不同的隔離級(jí)別，減少各個(gè)會(huì)話的事務(wù)互相影響，則會(huì)降低并發(fā)度。

所以，在數(shù)據(jù)庫(kù)保留一個(gè)默認(rèn)的隔離級(jí)別（通常是較低的隔離級(jí)別以提高并發(fā)度）給每個(gè)會(huì)話的事務(wù)后，如果需要高的隔離級(jí)別，就需要在自己的事務(wù)中設(shè)置想要的隔離級(jí)別，以使得本事務(wù)不受其他事務(wù)的影響。因此，在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，我們要想使得事務(wù) T1不受其他事務(wù)的影響，則需要在事務(wù) T1內(nèi)部設(shè)置隔離級(jí)別，使得本事務(wù) T1不受其他并發(fā)事務(wù)對(duì)事務(wù) T1要讀寫的數(shù)據(jù)造成影響。換句話說(shuō)，就是使得本事務(wù)不發(fā)生異常現(xiàn)象?；乜幢?-2 以及對(duì)表 1-2的說(shuō)明，我們可以看到如下內(nèi)容：

• 臟讀現(xiàn)象：……事務(wù) T2發(fā)生了臟讀異?，F(xiàn)象。

• 不可重復(fù)讀現(xiàn)象：……事務(wù) T1發(fā)生了不可重復(fù)讀異常現(xiàn)象。

• 幻象現(xiàn)象：……事務(wù) T1發(fā)生了幻象異?，F(xiàn)象。

這個(gè)結(jié)論看起來(lái)有點(diǎn)兒不“美”，即有點(diǎn)不協(xié)調(diào)，臟讀是發(fā)生在了事務(wù) T2，不可重復(fù)讀和幻象是發(fā)生在了事務(wù)T1。

如果數(shù)據(jù)異常都發(fā)生在事務(wù) T1，則我們可以把事務(wù)T1 想象成為“本事務(wù)”，事務(wù) T2是其他并發(fā)的事務(wù)，而我們當(dāng)前可以操作的（即有權(quán)限可以設(shè)置隔離級(jí)別）只能是“本事務(wù)”，其他并發(fā)發(fā)生的事務(wù)也許是其他權(quán)限用戶建立的會(huì)話，我們根本沒有權(quán)限操作即沒有權(quán)限去設(shè)置他人的隔離級(jí)別。

所以，數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象，一定是發(fā)生在本事務(wù)當(dāng)中的。我們統(tǒng)一以事務(wù) T1 為本事務(wù)（也稱為“主事務(wù)”），觀察本事務(wù)和其他并發(fā)事務(wù)之間因讀寫操作的先后次序不同而造成的不同的數(shù)據(jù)異常。因此，我們修正表 1-2 的內(nèi)容如表1-9 所示。

表 1-9 修正后的SQL 標(biāo)準(zhǔn)定義的三種讀數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象

? “W(rows)-Update/Insert? =><condition>”表示更新和插入操作的行滿足“<condition>”。

對(duì)于 Q1 問題的回答，依據(jù)表 1-9，數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象發(fā)生在表 1-9 中的主事務(wù) T1 中。其實(shí)，如上修改是為了明確并發(fā)事務(wù)的數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象發(fā)生在哪里。即研究別的事務(wù)對(duì)于本事務(wù)的影響，而不是討論本事務(wù)對(duì)別的事務(wù)的影響。

對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)引擎的編碼實(shí)現(xiàn)，就是在一個(gè)會(huì)話中考慮本會(huì)話（主事務(wù)對(duì)應(yīng)的會(huì)話）因不同的隔離級(jí)別（在主事務(wù)中設(shè)置的隔離級(jí)別）在發(fā)生沖突后而產(chǎn)生什么樣的動(dòng)作（可繼續(xù)執(zhí)行本事務(wù)內(nèi)的后續(xù) SQL 還是直接回滾掉本事務(wù)）。所以，請(qǐng)注意，動(dòng)作發(fā)生的主體，一定是主事務(wù)。而且，異常是發(fā)生在主事務(wù)的讀操作這樣的動(dòng)作上（指三種讀異常）。

Q2 ：從表 1-9 中看，對(duì)于臟讀現(xiàn)象，寫操作是事務(wù)T2 執(zhí)行 UPDATE 引發(fā)的，那么， 事務(wù) T2 的寫操作可以是刪除（DELETE）或插入（INSERT）嗎？

答：臟讀，強(qiáng)調(diào)的是主事務(wù)讀取了一個(gè)不存在（因回滾而不存在）的數(shù)據(jù)。

如果事務(wù) T2的寫操作是刪除操作，在 row這行數(shù)據(jù)被刪除后，事務(wù) T1不可能在后面的時(shí)間點(diǎn) t1上讀到同一個(gè) row（SQL標(biāo)準(zhǔn)中特意強(qiáng)調(diào)了“thatrow”，參見 1.1.3節(jié)）；因此臟讀現(xiàn)象中“事務(wù) T1一定可以讀到同一個(gè) row”是不能滿足的，因此，臟讀中的事務(wù)T2 的寫操作不可能是刪除。

如果事務(wù) T2 的寫操作是插入操作，在row 這行數(shù)據(jù)被插入后，事務(wù) T1 能在后面的時(shí)間點(diǎn)上讀到同一個(gè) row（SQL 標(biāo)準(zhǔn)中特意強(qiáng)調(diào)了“ that? row ”）；因此臟讀現(xiàn)象中事務(wù) T1 一定可以讀到同一個(gè) row 的條件是被滿足的，因此，臟讀中的事務(wù)T2 的寫操作可以是插入。

Q3：對(duì)于不可重復(fù)讀現(xiàn)象，事務(wù) T2 的寫操作是否可以是插入操作？

答：對(duì)于事務(wù) T2 的 W(row) 操作，row 是一個(gè)已經(jīng)存在的行，這表明是在一個(gè)存在的特定對(duì)象上進(jìn)行的操作，所以不可能是插入操作。

Q4：不可重復(fù)讀和幻象有什么區(qū)別？

答：首先，這兩種異常，對(duì)于主事務(wù) T1 而言，都是先讀取了數(shù)據(jù)，之后因事務(wù) T2“寫” 了數(shù)據(jù)而事務(wù) T1 再次讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，發(fā)生了異常。但是，如表1-9 所示，不可重復(fù)讀對(duì)于事務(wù) T1 讀取的是一個(gè)存在的確定的一行數(shù)據(jù)（意味著這行數(shù)據(jù)是存在的數(shù)據(jù)），這個(gè)行數(shù)據(jù)本身被事務(wù) T2 使用更新或刪除操作而改變；而幻象對(duì)于事務(wù) T1 讀取的是滿足條件“ <condition> ”的多行數(shù)據(jù)（意味著“<condition> ”是一個(gè)范圍查找，結(jié)果集不確定），所以從第一次讀取數(shù)據(jù)的操作的角度看，前者是讀取特定的多行，后者讀取的是多行但可能 不確定。不過，對(duì)于所讀的數(shù)據(jù)而言，由此可以產(chǎn)生一個(gè)新的問題，參見Q5。其次，這兩種異常，對(duì)于事務(wù) T2 而言，都是“寫”數(shù)據(jù)，但是寫操作的具體動(dòng)作不同。如表 1-9 所示，不可重復(fù)讀對(duì)于事務(wù) T2 的寫操作是更新或刪除操作，而幻象對(duì)于事務(wù) T2 的寫操作是插入（插入的新數(shù)據(jù)滿足條件）或更新（使不滿足條件的數(shù)據(jù)在更新后滿足條件）操作。

第三，不可重復(fù)讀和幻象最大的區(qū)別就是前者只需要“鎖住”（考慮）已經(jīng)讀過的數(shù)據(jù)，而幻象需要對(duì)“還不存在的數(shù)據(jù)”做出預(yù)防。

Q5：對(duì)于幻象現(xiàn)象，事務(wù) T2 的寫操作是否可以是更新操作或者刪除操作？

答：對(duì)于幻象現(xiàn)象中事務(wù) T2 的 W(rows) 操作，如果操作是一個(gè)更新或刪除操作，則表明這樣的操作等同于（相似但不完全一樣，區(qū)別參見 Q6）不可重復(fù)讀（即是在多個(gè)行數(shù)據(jù)上進(jìn)行更新或刪除，即在多個(gè)行數(shù)據(jù)上批量化重演了不可重復(fù)讀現(xiàn)象）。

如表 1-10 所示，比較不可重復(fù)讀和幻象現(xiàn)象。如果我們認(rèn)為幻象現(xiàn)象中的事務(wù)T2 可以是更新或刪除操作，則幻象就等同于不可重復(fù)讀。實(shí)際上，幻象是不可重復(fù)讀的一個(gè)特例，對(duì)于不可重復(fù)讀現(xiàn)象，可以擴(kuò)展其“ R(row)/W(row) ”的概念為“ R(rows)/W(rows) ” 即讀寫多行（實(shí)則是擴(kuò)展 1.1.3 節(jié) SQL 標(biāo)準(zhǔn)提出的不可重復(fù)讀的定義），即對(duì)多行的不可重復(fù)讀。只是 ANSI SQL 標(biāo)準(zhǔn)著眼于在單行上定義不可重復(fù)讀，本節(jié)擴(kuò)展的定義著眼于在多行上重復(fù)單行上定義的不可重復(fù)讀（而編碼實(shí)現(xiàn)的實(shí)踐中，數(shù)據(jù)庫(kù)引擎是對(duì)多行數(shù)據(jù)使用相同的方式進(jìn)行處理的）。

表 1-10 幻象的寫操作改為更新則等同于不可重復(fù)讀

另外，幻象異?，F(xiàn)象中的操作都帶有“<condition> ”，而不可重復(fù)讀現(xiàn)象中則沒有“<condition> ”， 這 可 以 把 不 可 重 復(fù) 讀 變 形 為 類 似“R(rows)-WHERE<true> ”， 即 “ <condition> ”相當(dāng)于“ <true> ”。但是， 幻象的定義， 強(qiáng)調(diào)的是在特定的行（元組） 被操作后，又有新的行被其他事務(wù)操作而產(chǎn)生，所以，我們可以重新校正表 1-9得到新的表1-11，發(fā)生變化的內(nèi)容使用深色背景表示，幻象現(xiàn)象中事務(wù)T2的操作是插入或更新。

從表 1-11 可以看出，不可重復(fù)讀現(xiàn)象中事務(wù) T2 著眼于對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行操作；而幻象現(xiàn)象中事務(wù)T2 著眼于對(duì)新增（或不在鎖定范圍內(nèi)已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)上做更新 / 插入后而得的數(shù)據(jù)滿足了謂詞條件）數(shù)據(jù)。這其實(shí)正是Q4 的答案。

Q6：表 1-11中，不可重復(fù)讀現(xiàn)象中的事務(wù) T2在 t2時(shí)刻執(zhí)行“ Commit”或不執(zhí)行“Commit”會(huì)有什么差別嗎？或者對(duì)于幻象現(xiàn)象，事務(wù)T2在 t2時(shí)刻沒有執(zhí)行“Commit”，這一點(diǎn)與不可重復(fù)讀有差別嗎？

答：對(duì)于這個(gè)問題，我們暫時(shí)不做回答，請(qǐng)讀者先行思考。在我們討論了并發(fā)控制相關(guān)的多種技術(shù)后，我們?cè)?2.2.6 節(jié)再深入探討這個(gè)問題。

表 1-11 第二次修正后的 SQL 標(biāo)準(zhǔn)定義的三種讀數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象

總結(jié)

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