事务一致性与并发性的权衡：SQL数据库事务隔离级别详解，保障数据完整性

# 1. SQL数据库事务基础

事务是数据库管理系统（DBMS）中的一项基本概念，它是一系列操作的集合，这些操作要么全部成功，要么全部失败。事务的目的是确保数据库数据的完整性和一致性。

在SQL数据库中，事务由以下四个属性（ACID）来定义：

- **原子性（Atomicity）：**事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败。
- **一致性（Consistency）：**事务必须将数据库从一个一致的状态转换到另一个一致的状态。
- **隔离性（Isolation）：**事务与其他并发事务隔离，这意味着一个事务对数据库所做的更改对其他事务不可见，直到事务提交。
- **持久性（Durability）：**一旦事务提交，其对数据库所做的更改将永久存在，即使系统发生故障。

# 2. 事务隔离级别概述

### 2.1 事务隔离级别的定义和类型

事务隔离级别定义了在并发环境中，一个事务对其他事务可见的数据范围。不同的隔离级别提供了不同的可见性保证，以平衡数据一致性和并发性。

**2.1.1 读未提交（READ UNCOMMITTED）**

读未提交是最低的事务隔离级别。在这种级别下，一个事务可以读取其他未提交事务所做的修改。这可能会导致脏读（Dirty Read）现象，即读取到其他事务未提交的数据，这些数据可能在稍后被回滚。

**2.1.2 读已提交（READ COMMITTED）**

读已提交比读未提交提供了更高的隔离性。在这种级别下，一个事务只能读取其他已提交事务所做的修改。这消除了脏读现象，但仍然可能发生不可重复读（Non-repeatable Read）现象，即一个事务在同一查询中多次读取同一数据，而数据在两次读取之间被另一个事务修改。

**2.1.3 可重复读（REPEATABLE READ）**

可重复读提供了更高的隔离性。在这种级别下，一个事务在整个执行过程中，只能读取其他已提交事务所做的修改，并且保证在同一事务中多次读取同一数据时，数据不会被其他事务修改。这消除了不可重复读现象，但仍然可能发生幻读（Phantom Read）现象，即一个事务在同一查询中多次读取同一数据范围，而数据范围在两次读取之间被另一个事务插入或删除了数据。

**2.1.4 串行化（SERIALIZABLE）**

串行化是最高的隔离级别。在这种级别下，事务被强制按顺序执行，就像它们在单线程环境中执行一样。这消除了脏读、不可重复读和幻读现象，但会严重降低并发性。

### 2.2 各隔离级别下的并发现象

不同的事务隔离级别下，可能发生以下并发现象：

**2.2.1 脏读（Dirty Read）**

脏读是指一个事务读取到其他未提交事务所做的修改。这种情况在读未提交隔离级别下可能发生。

**2.2.2 不可重复读（Non-repeatable Read）**

不可重复读是指一个事务在同一查询中多次读取同一数据，而数据在两次读取之间被另一个事务修改。这种情况在读已提交隔离级别下可能发生。

**2.2.3 幻读（Phantom Read）**

幻读是指一个事务在同一查询中多次读取同一数据范围，而数据范围在两次读取之间被另一个事务插入或删除了数据。这种情况在可重复读隔离级别下可能发生。

**代码块：**

-- 读未提交隔离级别
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;

-- 开启事务 1
BEGIN TRANSACTION;

-- 事务 1 更新数据
UPDATE table_name SET column_name = 'new_value' WHERE id = 1;

-- 事务 2 读取数据
SELECT column_name FR