数据库隔离级别与锁粒度的通用定义

"《Granularity of Locks and Degrees of Consistency in a Shared Data Base》是数据库领域的一篇重要论文，讨论了锁的粒度和一致性级别在共享数据库中的应用。这篇论文对后来的ANSI SQL-92标准、对ANSI SQL隔离级别的批判以及通用隔离级别定义产生了深远影响。作者Atul Adya、Barbara Liskov和Patrick O’Neil分别来自微软研究院、麻省理工学院计算机科学实验室和马萨诸塞大学波士顿分校。本文提出了新的隔离级别规范，不仅适用于悲观的锁定实现，还适用于乐观并发控制和多版本并发控制策略，并解决了之前定义中的模糊性和限制问题，特别是正确处理了谓词的情况。" 本文的核心内容集中在数据库事务的隔离级别和并发控制策略上，这是数据库系统性能和数据一致性的关键因素。隔离级别定义了多个事务在并发执行时如何交互，以确保数据的正确性。通常有四种主要的隔离级别：读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。每个级别都对应不同的数据一致性保证和潜在的并发性能。 在传统的实现中，锁的粒度决定了事务对数据对象的保护程度。粗粒度锁保护大范围的数据，减少冲突，但可能导致过多的锁定开销；而细粒度锁则可以更精确地控制访问，但可能导致更多的锁竞争。论文中提到，之前的ANSI标准对隔离级别的定义存在歧义，而提出的修订定义过于局限，仅考虑了基于锁定的悲观并发控制。 Adya、Liskov和O’Neil的新规范试图解决这些问题，他们提出了一种更具普适性的隔离级别定义，该定义不仅适用于锁定机制，还适应乐观并发控制（如无锁算法）和多版本并发控制（MVCC，如在PostgreSQL和Oracle数据库中实现），这允许系统在不牺牲一致性的情况下提高并发性能。此外，新规范特别关注了谓词（如查询条件）在事务中的处理，确保了这些条件在不同隔离级别下的正确性。 这一研究对于数据库开发者和系统设计者来说具有重要意义，因为它提供了更清晰的指导，帮助他们在性能和一致性之间做出更明智的选择，特别是在分布式和大规模并行环境中。通过理解和应用这些新的隔离级别规范，开发者可以优化数据库系统的并发性能，同时确保数据的正确性和一致性。