SQL隔离级别批判：解析 ANSI 标准的不足与快照隔离

"这篇论文《对ANSI SQL隔离级别的批判》是ACMSIGMOD95会议的收录文献，由Hal Berenson、Phil Bernstein、Jim Gray、Jim Melton、Elizabeth O’Neil和Patrick O'Neil等人撰写。文中深入探讨了ANSI SQL标准中关于事务隔离级别的定义，特别关注了脏读、不可重复读和幻读等现象，并指出标准在描述某些流行隔离级别时存在的不足。此外，论文还引入了新的隔离级别概念——快照隔离（Snapshot Isolation），并对其进行了详尽的讨论。" 在数据库管理领域，事务的隔离级别是确保数据一致性、避免并发操作引发的问题的关键因素。ANSI SQL标准定义了四个隔离级别：读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）以及串行化（Serializable）。每个级别都是为了防止特定类型的并发问题： 1. **脏读**（Dirty Read）：一个事务可以读取到另一个事务尚未提交的数据，如果这个未提交的事务最终被回滚，那么读取到的数据就是错误的。 2. **不可重复读**（Non-Repeatable Read）：在同一事务内，多次读取同一数据集时，可能会看到不同的结果，因为其他事务在这期间插入或更新了数据。 3. **幻读**（Phantom Read）：在可重复读隔离级别下，如果一个事务在查询后有其他事务插入了满足查询条件的新记录，再次执行同样的查询时会读取到这些新记录，像是出现了幻影。 然而，论文指出ANSI SQL的定义在实际系统中的表现并不完善，尤其是在描述如读已提交和可重复读等隔离级别时。例如，读已提交可能会允许不可重复读，而可重复读可能仍存在幻读问题。 为了解决这些问题，作者们提出了**快照隔离**（Snapshot Isolation）的概念。快照隔离提供了一种更强的一致性视图，它保证了一个事务在整个事务期间看到的数据是一致的，即如同在一个单独的时间点（事务开始时的快照）看到的数据。这解决了不可重复读和幻读的问题，但要注意的是，快照隔离仍然可能存在特定类型的并发问题，如死锁。 快照隔离的实现通常涉及多版本并发控制（MVCC），每个事务都有自己的数据版本，这样可以避免锁定导致的性能下降。尽管如此，快照隔离也有其局限性，例如，如果事务持续时间过长，可能会占用大量存储空间来维护多个版本的数据。 这篇论文对数据库社区有着重要的贡献，它不仅揭示了ANSI SQL标准在隔离级别描述上的不完整性，而且引入了快照隔离这一更高级别的事务隔离方式，为数据库设计者提供了更丰富的选择，以平衡数据一致性与系统性能。