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事務(wù)是現(xiàn)代關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的核心之一。在多個事務(wù)并發(fā)操作數(shù)據(jù)庫（多線程、網(wǎng)絡(luò)并發(fā)等）的時候，如果沒有有效的避免機(jī)制，就會出現(xiàn)以下幾種問題： 第一類丟失更新（Lost Update）在完全未隔離事務(wù)的情況下，兩個事務(wù)更新同一條數(shù)據(jù)資源，某一事務(wù)完成，另一事務(wù)異常終止，回滾造成第一個完成的更新也同時丟失 。這個問題現(xiàn)代關(guān)系型數(shù)據(jù)庫已經(jīng)不會發(fā)生，就不在這里暫用篇幅，有興趣的可以自行百度。 臟讀（Dirty Read）A事務(wù)執(zhí)行過程中，B事務(wù)讀取了A事務(wù)的修改。但是由于某些原因，A事務(wù)可能沒有完成提交，發(fā)生RollBack了操作，則B事務(wù)所讀取的數(shù)據(jù)就會是不正確的。這個未提交數(shù)據(jù)就是臟讀（Dirty Read）。臟讀產(chǎn)生的流程如下：
可以用EF Core模擬此過程：  class TestReadUncommitted :TestBase
{
private AutoResetEvent _autoResetEvent;
[Test]
public void ReadUncommitted()
{
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"初始用戶狀態(tài):【{user.Status}】");
}
_autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(data =>{
Write(); //啟動線程寫
});
ThreadPool.QueueUserWorkItem(data =>{
Read(); //啟動線程讀
});
Thread.Sleep(5000);
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"最終用戶狀態(tài):【{user.Status}】");
}
}
private void Read()
{
_autoResetEvent.WaitOne();
var options = new TransactionOptions { IsolationLevel = IsolationLevel.ReadUncommitted };
using (var scope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required, options))
{
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"事務(wù)B：臟讀到的用戶狀態(tài):【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
//如果這時執(zhí)行下面的判斷
if (user.Status == 1)
{
Console.WriteLine("事務(wù)B：非正常數(shù)據(jù)，會產(chǎn)生意想不到的BUG");
}
}
}
}
private void Write()
{
using (var scope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required,
new TransactionOptions {IsolationLevel = IsolationLevel.ReadCommitted}))
{
Console.WriteLine($"事務(wù)A：修改--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
user.Status = 1-user.Status; //模擬修改
context.SaveChanges();
}
_autoResetEvent.Set(); //模擬多線程切換，這時切換到Read線程，復(fù)現(xiàn)臟讀
Thread.Sleep(2000); //模擬長事務(wù)
Console.WriteLine($"事務(wù)A：改完，但沒提交--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
}
}臟讀示例對應(yīng)的執(zhí)行結(jié)果：
不可重復(fù)讀（Nonrepeatable Read）B事務(wù)讀取了兩次數(shù)據(jù)，在這兩次的讀取過程中A事務(wù)修改了數(shù)據(jù)，B事務(wù)的這兩次讀取出來的數(shù)據(jù)不一樣。B事務(wù)這種讀取的結(jié)果，即為不可重復(fù)讀（Nonrepeatable Read）。不可重復(fù)讀的產(chǎn)生的流程如下：
模擬代碼如下： public class TestReadCommitted : TestBase
{
private AutoResetEvent _toWriteEvent = new AutoResetEvent(false);
private AutoResetEvent _toReadEvent = new AutoResetEvent(false);
[Test]
public void ReadCommitted()
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem(data => {
Read(); //啟動線程讀
});
ThreadPool.QueueUserWorkItem(data => {
Write(); //啟動線程寫
});
Thread.Sleep(5000);
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"最終用戶狀態(tài):【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
}
private void Read()
{
using (var transactionScope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required,
new TransactionOptions { IsolationLevel = IsolationLevel.ReadCommitted }))
{
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"事務(wù)B：第一次讀取:【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
_toWriteEvent.Set(); //模擬多線程切換，這時切換到寫線程，復(fù)現(xiàn)不可重復(fù)讀
_toReadEvent.WaitOne();
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"事務(wù)B：第二次讀取:【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
}
}
private void Write()
{
_toWriteEvent.WaitOne();
using (var scope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required,
new TransactionOptions { IsolationLevel = IsolationLevel.ReadCommitted }))
{
User user = null;
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"事務(wù)A：讀取為【{user?.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
user.Status = 1 - user.Status;
context.SaveChanges();
}
scope.Complete();
Console.WriteLine($"事務(wù)A：已被更改為【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
_toReadEvent.Set();
}
}
}不可重復(fù)讀示例對應(yīng)的執(zhí)行結(jié)果：
不可重復(fù)讀有一種特殊情況，兩個事務(wù)更新同一條數(shù)據(jù)資源，后完成的事務(wù)會造成先完成的事務(wù)更新丟失。這種情況就是大名鼎鼎的第二類丟失更新。主流的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)默認(rèn)屏蔽了第一類丟失更新問題（即：后做的事務(wù)撤銷，發(fā)生回滾造成的丟失），但我們編程的時候仍需要特別注意第二類丟失更新。它產(chǎn)生的流程如下：
模擬代碼如下： public class TestReadCommitted2 : TestBase
{
private AutoResetEvent _toWriteEvent = new AutoResetEvent(false);
private AutoResetEvent _toReadEvent = new AutoResetEvent(false);
[Test]
public void ReadCommitted()
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem(data => {
Read(); //啟動線程讀
});
ThreadPool.QueueUserWorkItem(data => {
Write(); //啟動線程寫
});
Thread.Sleep(5000);
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"最終用戶狀態(tài):【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
}
private void Read()
{
using (var transactionScope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required,
new TransactionOptions { IsolationLevel = IsolationLevel.ReadCommitted }))
{
User user = null;
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"事務(wù)B：第一次讀取:【{user?.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
_toWriteEvent.Set(); //模擬多線程切換，這時切換到寫線程，復(fù)現(xiàn)不可重復(fù)讀
_toReadEvent.WaitOne();
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"事務(wù)B：第二次讀取:【{user?.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
user.Status = 1 - user.Status;
context.SaveChanges();
}
transactionScope.Complete();
Console.WriteLine($"事務(wù)B：已被更改為【{user?.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
}
private void Write()
{
_toWriteEvent.WaitOne();
using (var scope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required,
new TransactionOptions { IsolationLevel = IsolationLevel.ReadCommitted }))
{
User user = null;
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"事務(wù)A：讀取為【{user?.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
user.Status = 1 - user.Status;
context.SaveChanges();
}
scope.Complete();
Console.WriteLine($"事務(wù)A：已被更改為【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
_toReadEvent.Set();
}
}
}第二類更新丟失示例對應(yīng)的執(zhí)行結(jié)果如下圖：
可以明顯看出事務(wù)A的更新被事務(wù)B所覆蓋，更新丟失。 幻讀（Phantom Read）B事務(wù)讀取了兩次數(shù)據(jù)，在這兩次的讀取過程中A事務(wù)添加了數(shù)據(jù)，B事務(wù)的這兩次讀取出來的集合不一樣?；米x產(chǎn)生的流程如下：
這個流程看起來和不可重復(fù)讀差不多，但幻讀強調(diào)的集合的增減，而不是單獨一條數(shù)據(jù)的修改。 模擬代碼如下：  public class TestRepeat : TestBase
{
private AutoResetEvent _toWriteEvent = new AutoResetEvent(false);
private AutoResetEvent _toReadEvent = new AutoResetEvent(false);
[Test]
public void Repeat()
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem(data => {
Read(); //啟動線程讀
});
ThreadPool.QueueUserWorkItem(data => {
Write(); //啟動線程寫
});
Thread.Sleep(6000);
}
private void Read()
{
using (var transactionScope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required,
new TransactionOptions { IsolationLevel = IsolationLevel.RepeatableRead }))
{
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
Console.WriteLine($"事務(wù)B：第一次讀取:【{context.Users.Count()}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
_toWriteEvent.Set(); //模擬多線程切換，這時切換到寫線程，復(fù)現(xiàn)幻讀
_toReadEvent.WaitOne();
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
Console.WriteLine($"事務(wù)B：第二次讀取:【{context.Users.Count()}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
}
}
private void Write()
{
_toWriteEvent.WaitOne();
using (var scope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required,
new TransactionOptions { IsolationLevel = IsolationLevel.ReadCommitted }))
{
Console.WriteLine($"事務(wù)A：新增一條--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var id = GenerateId.ShortStr();
context.Users.Add(new User { Id = id, Account = id, Status = 0, Name = id, CreateTime = DateTime.Now});
context.SaveChanges();
}
scope.Complete();
Console.WriteLine($"事務(wù)A：完成新增--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
_toReadEvent.Set();
}
}
}幻讀示例執(zhí)行結(jié)果：
數(shù)據(jù)庫隔離級別為了解決上面提及的并發(fā)問題，主流關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都會提供四種事務(wù)隔離級別。 讀未提交（Read Uncommitted）在該隔離級別，所有事務(wù)都可以看到其他未提交事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。本隔離級別是最低的隔離級別，雖然擁有超高的并發(fā)處理能力及很低的系統(tǒng)開銷，但很少用于實際應(yīng)用。因為采用這種隔離級別只能防止第一類更新丟失問題，不能解決臟讀，不可重復(fù)讀及幻讀問題。 讀已提交（Read Committed）這是大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的默認(rèn)隔離級別（但不是MySQL默認(rèn)的）。它滿足了隔離的簡單定義：一個事務(wù)只能看見已經(jīng)提交事務(wù)所做的改變。這種隔離級別可以防止臟讀問題，但會出現(xiàn)不可重復(fù)讀及幻讀問題。 可重復(fù)讀（Repeatable Read）這是MySQL的默認(rèn)事務(wù)隔離級別，它確保同一事務(wù)的多個實例在并發(fā)讀取數(shù)據(jù)時，會看到同樣的數(shù)據(jù)行。這種隔離級別可以防止除幻讀外的其他問題。 可串行化（Serializable）這是最高的隔離級別，它通過強制事務(wù)排序，使之不可能相互沖突，從而解決幻讀、第二類更新丟失問題。在這個級別，可以解決上面提到的所有并發(fā)問題，但可能導(dǎo)致大量的超時現(xiàn)象和鎖競爭，通常數(shù)據(jù)庫不會用這個隔離級別，我們需要其他的機(jī)制來解決這些問題:樂觀鎖和悲觀鎖。 這四種隔離級別會產(chǎn)生的問題如下（網(wǎng)上到處都有，懶得畫了）：
如何使用數(shù)據(jù)庫的隔離級別很多文章博客在介紹完這些隔離級別以后，就沒有以后了。讀的人一般會覺得，嗯，是這么回事，我知道了！ 學(xué)習(xí)一個知識點，是需要實踐的。比如下面這個常見而又異常嚴(yán)重的情況：
圖中是典型的第二類丟失更新問題，后果異常嚴(yán)重。我們這里就以讀已提交（Read Committed）及以下隔離級別中會出現(xiàn)不可重復(fù)讀現(xiàn)象為例。從上面的表格可以看出，當(dāng)事務(wù)隔離級別為可重復(fù)讀（Repeatable Read）時可以避免。把TestReadCommitted中的Read線程事務(wù)級別調(diào)整一下： ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// file: Test\TestReadCommitted.cs
//
// summary: 讀已提交會出現(xiàn)“不可重復(fù)讀”現(xiàn)象
// 把讀線程（事務(wù)B）的隔離級別調(diào)整到RepeatableRead，即可杜絕
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
using System;
using System.Linq;
using System.Threading;
using System.Transactions;
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using NUnit.Framework;
using TestTransaction.Domain;
namespace TestTransaction.Test
{
public class TestReadCommitted : TestBase
{
private AutoResetEvent _toWriteEvent = new AutoResetEvent(false);
private AutoResetEvent _toReadEvent = new AutoResetEvent(false);
[Test]
public void ReadCommitted()
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem(data => {
Read(); //啟動線程讀
});
ThreadPool.QueueUserWorkItem(data => {
Write(); //啟動線程寫
});
Thread.Sleep(60000);
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"最終用戶狀態(tài):【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
}
private void Read()
{
//讀線程（事務(wù)B）的隔離級別調(diào)整到RepeatableRead
using (var transactionScope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required,
new TransactionOptions { IsolationLevel = IsolationLevel.RepeatableRead, Timeout = TimeSpan.FromSeconds(40) }))
{
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"事務(wù)B：第一次讀取:【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
_toWriteEvent.Set(); //模擬多線程切換，這時切換到寫線程，復(fù)現(xiàn)不可重復(fù)讀
_toReadEvent.WaitOne();
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
var user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"事務(wù)B：第二次讀取:【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
}
}
private void Write()
{
_toWriteEvent.WaitOne();
using (var scope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required,
new TransactionOptions { IsolationLevel = IsolationLevel.ReadCommitted, Timeout = TimeSpan.FromSeconds(5) }))
{
User user = null;
using (var context = _autofacServiceProvider.GetService<OpenAuthDBContext>())
{
user = context.Users.SingleOrDefault(u => u.Account == "admin");
Console.WriteLine($"事務(wù)A：讀取為【{user?.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
user.Status = 1 - user.Status;
try
{
context.SaveChanges();
scope.Complete();
Console.WriteLine($"事務(wù)A：已被更改為【{user.Status}】--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
catch (DbUpdateException e)
{
Console.WriteLine($"事務(wù)A：異常，為了保證可重復(fù)讀，你的修改提交失敗，請稍后重試--{DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss fff")}");
}
}
_toReadEvent.Set();
}
}
}
}這時執(zhí)行效果如下：
實際項目中，通過提示客戶端重做的方式，完美解決了不可重復(fù)讀的問題。其他并發(fā)問題，也可以通過類似的方式解決。 最后，文中提到可串行化解決幻讀的問題，會在下篇文章詳細(xì)介紹，包含各種酷炫的樂觀鎖操作，敬請期待！本文唯一訪問地址：https://www.cnblogs.com/yubaolee/p/10398633.html |
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