1.3　事务的隔离级别

要遵守事务的ACID性质，就会影响数据库的执行效率，例如事务的持久性需要通过记录事务Redo日志来保证，这会带来写放大的问题。因此，我们可以考虑放松一些ACID性质来提高数据库的执行效率。

仍然以银行转账为例，试想在转账过程中出现如下异常。

• 如果A账户中减去了转账金额，而B账户没有增加对应的金额，这破坏了事务的原子性。

• 如果要求A账户和B账户的总额为2000元，但是转账后账户的总额大于或小于2000元，这破坏了事务的一致性。

• 如果A账户或B账户在转账成功之后，B账户收到的金额突然丢失，这破坏了事务的持久性。

从这些异常可以看出，事务的原子性、一致性、持久性被破坏是不可容忍的（PostgreSQL的事务异步提交属于对事务持久性的放松），但可以考虑在事务的隔离性上做一些妥协。ANSI SQL标准中将事务的隔离性分成了不同的级别，分别是读未提交、读已提交、可重复读和可串行化，不同的隔离级别允许不同的异常现象发生。事务的隔离级别如表1-2所示。

表1-2　事务的隔离级别

PostgreSQL数据库默认的隔离级别是读已提交，同时可以支持可重复读和可串行化。用户可以在事务开始时通过设置ISOLATION LEVEL来指定隔离级别，也可以通过GUC参数transaction_isolation来指定，下面通过几个示例来说明不同的隔离级别在PostgreSQL中的实现。

1. 读未提交（Read Uncommitted）

通常来说，数据库系统不支持读未提交。当两个事务并发运行时，事务T1对元组t进行了更改，修改成了t'，但是事务T1还没有把修改提交。假设事务T2去读这条元组，它不应该看到事务T1修改后的元组t'，而应该看到事务T1修改之前的元组t。

假设事务T2看到了事务T1修改后的元组t'，会怎样呢？事务T2对应的应用程序就可能使用t'来继续进行一些数据操作，但是最终如果事务T1没有提交，而是异常终止了，那么事务T2对这份数据的操作就是错误的，因为事务T1异常终止后，元组会回滚回t，这时候t'就“不存在”了。读未提交会导致脏读、不可重复读和幻读等异常现象的产生。

2. 读已提交（Read Committed）

目前，大部分商业数据库的默认隔离级别是读已提交，这个隔离级别既能满足大部分用户的需求，也能最大限度地提高并发度，如表1-3所示。

表1-3　读已提交示例

3. 可重复读（Repeatable Read）

PostgreSQL的可重复读隔离级别在事务开始时即获得快照，在事务的执行过程中都使用这个快照作为基准来读取数据，因此即使其他并发的事务已经提交，可重复读也保证不会读到这些数据，如表1-4所示。

表1-4　可重复读示例

4. 可串行化（Serializable）

老版本的PostgreSQL使用SI（Snapshot Isolation）隔离级别来替代可串行化隔离级别，但SI隔离有写偏序异常，直到SSI（Serializable Snapshot Isolation）实现之后才解决了该问题。SSI的实现可以参考第7章。