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面试题:PostgreSQL事务隔离级别与高并发场景下数据一致性的权衡

在高并发场景中,PostgreSQL不同事务隔离级别对数据一致性和系统性能有着不同的影响。请分析在实际应用中,如何根据业务需求来权衡选择合适的事务隔离级别以达到数据一致性与系统性能的最佳平衡,并举例说明不同业务场景下的选择策略。
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数据库PostgreSQL

知识考点

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面试题答案

一键面试

1. 事务隔离级别及其影响

  • 读未提交(Read Uncommitted)
    • 数据一致性影响:允许事务读取其他事务未提交的数据,可能导致脏读问题,数据一致性最低。
    • 系统性能影响:因为无需等待其他事务提交,锁竞争小,性能最高。
  • 读已提交(Read Committed)
    • 数据一致性影响:只能读取已提交的数据,避免了脏读,但可能出现不可重复读(同一事务内多次读取同一数据,数据值不一致,因为其他事务提交修改了数据)。
    • 系统性能影响:比读未提交级别增加了一些锁操作,性能有所下降,但仍然比较高。
  • 可重复读(Repeatable Read)
    • 数据一致性影响:保证在同一事务内多次读取同一数据时,数据值保持一致,避免了不可重复读,但可能出现幻读(事务执行过程中,其他事务插入新数据,导致本事务再次读取时结果集发生变化)。
    • 系统性能影响:需要更多的锁来保证数据一致性,性能相对读已提交又有所下降。
  • 可串行化(Serializable)
    • 数据一致性影响:最高级别,通过强制事务串行执行,避免了脏读、不可重复读和幻读,数据一致性最强。
    • 系统性能影响:锁竞争激烈,性能最低。

2. 根据业务需求权衡选择

  • 对一致性要求低,对性能要求极高的场景
    • 选择策略:读未提交隔离级别。
    • 举例:如一些实时统计类业务,例如网站的实时在线人数统计。这类业务对数据准确性要求不是非常高,偶尔读取到未提交的数据不会对整体统计结果产生重大影响,而更注重快速获取数据,所以读未提交级别能满足其对高并发和高性能的需求。
  • 对一致性有一定要求,对性能也有较高要求的场景
    • 选择策略:读已提交隔离级别。
    • 举例:电商网站的商品详情页展示。用户浏览商品详情时,偶尔因为其他事务提交修改了商品价格等信息,导致刷新页面价格变化,这种情况是可以接受的。但不能出现脏读,即不能读取到未提交的商品信息修改,读已提交级别能在保证一定数据一致性的同时,满足高并发场景下的性能需求。
  • 对一致性要求较高,对性能有一定容忍度的场景
    • 选择策略:可重复读隔离级别。
    • 举例:银行转账业务,在一个转账事务内,需要多次读取账户余额等信息进行计算和验证,必须保证在整个事务过程中读取的数据是一致的,不能出现不可重复读的情况。虽然该级别性能不如前两者,但对于银行转账这类对数据一致性要求严格的业务,可重复读级别能满足需求。
  • 对一致性要求极高,对性能要求相对较低的场景
    • 选择策略:可串行化隔离级别。
    • 举例:涉及金融交易结算的核心业务,例如证券交易结算。这类业务对数据一致性要求极高,任何数据不一致都可能导致重大经济损失,所以即使性能较低,也需要采用可串行化隔离级别来确保数据的绝对一致性。