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在現(xiàn)代化的大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為各大企業(yè)或者公司必不可少的一部分。然而，隨著數(shù)據(jù)庫使用量的增長，各種各樣的問題也開始顯露出來。其中一個(gè)比較常見的問題便是臟讀，臟讀指的是當(dāng)一個(gè)事務(wù)開始讀取一個(gè)數(shù)據(jù)并且還沒有提交時(shí)，另一個(gè)事務(wù)對該數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改并且提交后，之一個(gè)事務(wù)再次讀到該數(shù)據(jù)時(shí)，讀到的是已經(jīng)被更改過的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)一致性問題。毫無疑問，解決數(shù)據(jù)庫臟讀問題已成為每個(gè)數(shù)據(jù)庫管理員的頭等大事。
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那么，有哪些呢？
1. 設(shè)置合適的隔離級別
數(shù)據(jù)庫是一個(gè)多用戶系統(tǒng)，不同的用戶并發(fā)訪問同一數(shù)據(jù)是很常見的情況，而事務(wù)隔離級別就是用來控制并發(fā)事務(wù)之間相互干擾的。通常情況下，我們可以在事務(wù)開始之前通過設(shè)置事務(wù)隔離級別來保證數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)臟讀問題。在MySQL中，我們設(shè)置的隔離級別越高，越能讓我們避免臟讀的問題。在InnoDB引擎下，我們可以設(shè)置如下幾種隔離級別：
讀未提交(Read uncommitted)：臟讀，一般情況下不應(yīng)該使用。
讀已提交(Read committed)：解決臟讀問題，但是無法解決幻讀問題。
可重復(fù)讀(Repeatable read)：將解決臟讀和幻讀問題，在并發(fā)環(huán)境中比較常用。
序列化(Serializable)：更高的隔離級別，在所有場景下都能夠保證數(shù)據(jù)的一致性，缺點(diǎn)是并發(fā)性能較差。
2. 使用鎖機(jī)制
鎖機(jī)制是一種比較常見的解決并發(fā)問題的方法，通過在讀取和修改的數(shù)據(jù)上加鎖來協(xié)調(diào)事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行。在MySQL中，我們可以使用共享鎖和排它鎖進(jìn)行并發(fā)控制。例如，當(dāng)兩個(gè)事務(wù)同時(shí)更新同一行數(shù)據(jù)時(shí)，只有一個(gè)事務(wù)能夠成功地對該行數(shù)據(jù)加上排它鎖，另一個(gè)事務(wù)需要等待之一個(gè)事務(wù)提交之后才能對該行數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。這種方式雖然能夠有效避免臟讀的問題，但是也會造成一定的性能損失。
3. 使用MVCC（多版本并發(fā)控制）
MVCC是MySQL中常用的一種解決并發(fā)問題的方式，它的核心思想是為每個(gè)事務(wù)創(chuàng)建一個(gè)視圖，該視圖看到的數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)相同，但是在該事務(wù)提交之前不會被其他事務(wù)修改。因此，即使其他事務(wù)修改了同一行數(shù)據(jù)，這個(gè)事務(wù)所看到的也是原始數(shù)據(jù)，從而避免了臟讀的發(fā)生。
4. 應(yīng)用程序?qū)哟紊系奶幚?/p>
除了數(shù)據(jù)庫本身的優(yōu)化，我們還可以通過應(yīng)用程序?qū)哟紊系奶幚韥肀M可能地避免或減少臟讀問題。例如，我們可以通過鎖機(jī)制來保證只有一個(gè)會話可以修改一個(gè)特定的數(shù)據(jù)，從而避免其他會話從該數(shù)據(jù)中讀取到臟數(shù)據(jù)。
盡管臟讀問題非常普遍，但是它并不是無解的問題。通過選擇合適的隔離級別、使用鎖機(jī)制、使用MVCC等數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術(shù)，以及在應(yīng)用程序?qū)哟紊系奶幚?，我們都能夠有效地解決臟讀的問題，從而保證數(shù)據(jù)的一致性。在工作中，我們應(yīng)該根據(jù)具體使用場景和業(yè)務(wù)需求，選擇最適合的方案。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- SQL數(shù)據(jù)庫多用戶操作同一條數(shù)據(jù)(多個(gè)用戶同時(shí)對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行操作)
- 如何處理數(shù)據(jù)庫并發(fā)問題
SQL數(shù)據(jù)庫多用戶操作同一條數(shù)據(jù)(多個(gè)用戶同時(shí)對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行操作)
sql多用戶訪問數(shù)據(jù)庫其實(shí)就是事務(wù)并發(fā)，會引起如下問題：
1、臟讀：一個(gè)事務(wù)讀取到了另外一個(gè)事務(wù)沒有提交的數(shù)據(jù)
事務(wù)1：更新一條數(shù)據(jù)
事務(wù)2：讀取事務(wù)1更新的記錄
事務(wù)1：調(diào)用commit進(jìn)行提交
此時(shí)事務(wù)2讀取到的數(shù)據(jù)是保存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，稱為臟讀。
讀到的數(shù)據(jù)為臟數(shù)據(jù)
詳細(xì)解釋：
臟讀就是指:當(dāng)一個(gè)事務(wù)正在訪問數(shù)據(jù)，并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，而這種修改還沒有提交到數(shù)據(jù)庫中，這時(shí)，另外一個(gè)事務(wù)也訪問這個(gè)數(shù)據(jù)，然后使用了這個(gè)數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@個(gè)數(shù)據(jù)是還沒有提交的數(shù)據(jù)，那么另外一個(gè)
事務(wù)讀到的這個(gè)數(shù)據(jù)是臟數(shù)據(jù)，依據(jù)臟數(shù)據(jù)所做的操作可能是不正確的。
2、不可重復(fù)讀：在同一事務(wù)中，兩次讀取同一數(shù)據(jù)，得到內(nèi)容不同
事務(wù)1：查詢一條記錄
事務(wù)2：更新事務(wù)1查詢的記錄
事務(wù)2：調(diào)用commit進(jìn)行提交
事務(wù)1：再次查詢上次的記錄
此時(shí)事務(wù)1對同一數(shù)據(jù)查詢了兩次，可得到的內(nèi)容不同，稱為不可重復(fù)讀。
3、幻讀：同一事務(wù)中，用同樣的操作讀取兩次，得到的記錄數(shù)不相同
事務(wù)1：查詢表中所有記錄
事務(wù)2：插入一條記錄
事務(wù)2：調(diào)用commit進(jìn)行提交
事務(wù)1：再次查詢表中所有記錄
此時(shí)事務(wù)1兩次查詢到的記錄是不一樣的，稱為幻讀
詳細(xì)解釋：
幻讀是指當(dāng)事務(wù)不是獨(dú)立執(zhí)行時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象，例如之一個(gè)事務(wù)對一個(gè)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，這種修改涉及到表中的全部數(shù)據(jù)行。同時(shí)，第二個(gè)事務(wù)也修改這個(gè)表中的數(shù)據(jù)，這種修改是向表
中插入一行新數(shù)據(jù)。那么，以后就會發(fā)生操作之一個(gè)事務(wù)的用戶發(fā)現(xiàn)表中還有沒有修改的數(shù)據(jù)行，就好象發(fā)生了幻覺一樣。
處理以上隔離級別的問題，采用如下方是：
事務(wù)隔離五種級別：
TRANSACTION_NONE不使用事務(wù)。
TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED允許臟讀。
TRANSACTION_READ_COMMITTED防止臟讀，最常用的隔離級別,并且是大多數(shù)數(shù)據(jù)庫的默認(rèn)隔離級別
TRANSACTION_REPEATABLE_READ可以防止臟讀和不可重復(fù)讀，TRANSACTION_可以防止臟讀，不可重復(fù)讀取和幻讀，（事務(wù)串行化）會降低數(shù)據(jù)庫的效率
以上的五個(gè)事務(wù)隔離級別都是在Connection接口中定義的靜態(tài)常量，使用(intlevel)方法可以設(shè)置事務(wù)隔離級別。
如:con.(Connection.REPEATABLE_READ);
注意：事務(wù)的隔離級別受到數(shù)據(jù)庫的限制，不同的數(shù)據(jù)庫支持的的隔離級別不一定相同
1臟讀：修改時(shí)加排他鎖，直到事務(wù)提交后才釋放，讀取時(shí)加共享鎖，讀取完釋放事務(wù)1讀取數(shù)據(jù)時(shí)加上共享鎖后（這樣在事務(wù)1讀取數(shù)據(jù)的過程中，其他事務(wù)就不會修改該數(shù)據(jù)），不允許任何事物操作該數(shù)據(jù)，只能讀取，之后1如果有更新操作，那么會轉(zhuǎn)換為排他鎖，其他事務(wù)更無權(quán)參與進(jìn)來讀寫，這樣就防止了臟讀問題。
但是當(dāng)事務(wù)1讀取數(shù)據(jù)過程中，有可能其他事務(wù)也讀取了該數(shù)據(jù)，讀取完畢后共享鎖釋放，此時(shí)事務(wù)1修改數(shù)據(jù)，修改完畢提交事務(wù)，其他事務(wù)再次讀取數(shù)據(jù)時(shí)候發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致，就會出現(xiàn)不可重復(fù)讀問題，所以這樣不能夠避免不可重復(fù)讀問題。
2不可重復(fù)讀：讀取數(shù)據(jù)時(shí)加共享鎖，寫數(shù)據(jù)時(shí)加排他鎖，都是事務(wù)提交才釋放鎖。讀取時(shí)候不允許其他事物修改該數(shù)據(jù)，不管數(shù)據(jù)在事務(wù)過程中讀取多少次，數(shù)據(jù)都是一致的，避免了不可重復(fù)讀問題
3幻讀問題：采用的是范圍鎖RangeSRangeS_S模式，鎖定檢索范圍為只讀，這樣就避免了幻影讀問題。
如何處理數(shù)據(jù)庫并發(fā)問題
想要知道如何處理數(shù)據(jù)并發(fā)，自然需要先了解數(shù)據(jù)并發(fā)。
什么是數(shù)據(jù)并發(fā)操作呢？
就是同一時(shí)間內(nèi)，不同的線程同時(shí)對一條數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作。
在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，一個(gè)系統(tǒng)常常有很多人在使用，因此就可能出現(xiàn)高并發(fā)的現(xiàn)象，也就是不同的用戶同時(shí)對一條數(shù)老梁廳據(jù)進(jìn)行操作，如果沒有有效的處理，自然就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的異常。而最常見的一種數(shù)據(jù)并發(fā)的場景就是電商中的秒殺，成千上萬個(gè)用戶對在極端的時(shí)間內(nèi)，搶購一個(gè)商品。針對這種場景，商品的庫存就是一個(gè)需要控制的數(shù)據(jù)，而多個(gè)用戶對在同一時(shí)間對庫存進(jìn)行重寫，一個(gè)不小心就可能出現(xiàn)超賣的情況。
針對這種情況，我們?nèi)绾斡行У奶幚頂?shù)據(jù)并發(fā)呢？
之一種方案、數(shù)據(jù)庫鎖
從鎖的基本屬性來說，可以分為兩侍隱種：一種是共享鎖（S），一種是排它鎖（X）。在MySQL的數(shù)據(jù)庫中，是有四種隔離級別的，會在讀寫的時(shí)候，自動的使用這兩種鎖，防止數(shù)據(jù)出現(xiàn)混亂。
這四種隔離級別分別是：
讀未提交（Read Uncommitted）
讀提交（Read Committed）
可重復(fù)讀（Repeated Read）
串行化（Serializable）
當(dāng)然，不同的隔離級別，效率也是不同的，對于數(shù)據(jù)的一致性保證也就有不同的結(jié)果。而這些可能出現(xiàn)的又有哪些呢？
臟讀（dirty read）
當(dāng)事務(wù)與事務(wù)之間沒有任何隔離的時(shí)候，就可能會出現(xiàn)臟讀。例如：商家想看看所有的訂單有哪些，這時(shí)，用戶A提交了一個(gè)訂單，但事務(wù)還沒提交，商家卻看到了這個(gè)訂單。而這時(shí)就會出現(xiàn)一種問題，當(dāng)商家去操作這個(gè)訂單時(shí)，可能用戶A的訂單由于部分問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)回滾，事務(wù)沒有提交，這時(shí)商家的操作就會失去目標(biāo)。
不可重復(fù)讀（unrepeatable read）
一個(gè)事務(wù)中，兩次讀操作出來的同一條數(shù)據(jù)值不同，就是不可重復(fù)讀。
例如：我們有一個(gè)事務(wù)A，需要去查詢一下商品庫存，然后做扣減，這時(shí)，事務(wù)B操作了這個(gè)商品，扣減了一部分庫存，當(dāng)事務(wù)A再次去查詢商品庫存的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)這一次的結(jié)果和上次不同了，這就是不可重復(fù)讀。
幻讀（phantom problem）
一個(gè)事務(wù)中，兩次讀操作出來的結(jié)果集不同，就是幻讀。
例如：一個(gè)事務(wù)A，去查詢現(xiàn)在已經(jīng)支付的訂單有哪些，得到了一個(gè)結(jié)果集。這時(shí)，事務(wù)B新提交了一個(gè)訂單，當(dāng)事務(wù)A再次去查詢時(shí)，就會出現(xiàn)，兩次得到的結(jié)果集不同的情況，也就是幻讀了。
那針對這些結(jié)果，不同的隔離級別可以干什么呢？
“讀未提（Read Uncommitted）”能預(yù)防啥？啥都預(yù)防不了。
“讀提交（Read Committed）”能預(yù)防啥？使用“
快照
讀（Snapshot Read）”方式，避免“臟讀”，但是可能出現(xiàn)“不可重復(fù)讀”和“幻讀”。
“可重復(fù)讀（Repeated Red）”能預(yù)防啥？使用“快照讀（Snapshot Read）”方式，鎖住被讀取記錄，避免出現(xiàn)“臟讀”、“不可重復(fù)讀”，但是可能出現(xiàn)“幻讀”。
“串行化（Serializable）”能預(yù)防啥？有效避免“臟讀”、“不可重復(fù)讀”、“幻讀”，不過運(yùn)行效率奇差。
好了，鎖說完了，但是，我們的數(shù)據(jù)庫鎖，并不能有效的解決并發(fā)的問題，只是盡可能保證數(shù)據(jù)的一致性，當(dāng)并發(fā)量特別大時(shí)，數(shù)據(jù)庫還是容易扛不住。那解決數(shù)據(jù)并發(fā)的另一個(gè)手段就是，盡可能的提高處理的速度。
因?yàn)閿?shù)據(jù)的IO要提升難度比較大，那么通過其他的方式，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，減少數(shù)據(jù)庫的IO，就渣帶是提高并發(fā)能力的有效手段了。
最有效的一種方式就是：緩存
想要減少并發(fā)出現(xiàn)的概率，那么讀寫的效率越高，讀寫的執(zhí)行時(shí)間越短，自然數(shù)據(jù)并發(fā)的可能性就變小了，并發(fā)性能也有提高了。
還是用剛才的秒殺舉例，我們?yōu)榈木褪潜ＷC庫存的數(shù)據(jù)不出錯(cuò)，賣出一個(gè)商品，減一個(gè)庫存，那么，我們就可以將庫存放在內(nèi)存中進(jìn)行處理。這樣，就能夠保證庫存有序的及時(shí)扣減，并且不出現(xiàn)問題。這樣，我們的數(shù)據(jù)庫的寫操作也變少了，執(zhí)行效率也就大大提高了。
當(dāng)然，常用的分布式緩存方式有：Redis和Memcache，Redis可以持久化到硬盤，而Memcache不行，應(yīng)該怎么選擇，就看具體的使用場景了。
當(dāng)然，緩存畢竟使用的范圍有限，很多的數(shù)據(jù)我們還是必須持久化到硬盤中，那我們就需要提高數(shù)據(jù)庫的IO能力，這樣避免一個(gè)線程執(zhí)行時(shí)間太長，造成線程的阻塞。
那么，讀寫分離就是另一種有效的方式了
當(dāng)我們的寫成為了瓶頸的時(shí)候，讀寫分離就是一種可以選擇的方式了。
我們的
讀庫
就只需要執(zhí)行讀，寫庫就只需要執(zhí)行寫，把讀的壓力從主庫中分離出去，讓主庫的資源只是用來保證寫的效率，從而提高寫操作的性能。
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