面试题：Python多线程下数据库事务的处理与并发控制

避免数据竞争和脏读的方法

事务隔离级别设置：通过设置合适的事务隔离级别，可以有效避免脏读、不可重复读等问题。psycopg2支持多种事务隔离级别，如READ COMMITTED、REPEATABLE READ、SERIALIZABLE 等。
锁机制：使用数据库级别的锁，如行级锁、表级锁，来确保在同一时间只有一个线程可以对特定的数据进行修改。

关键代码示例

import threading
import psycopg2
from psycopg2 import pool

# 创建连接池
postgreSQL_pool = pool.SimpleConnectionPool(
    1,
    20,
    user="your_user",
    password="your_password",
    host="127.0.0.1",
    port="5432",
    database="your_database"
)


def worker():
    # 从连接池获取连接
    connection = postgreSQL_pool.getconn()
    try:
        cursor = connection.cursor()
        # 设置事务隔离级别为 SERIALIZABLE
        cursor.execute('SET SESSION CHARACTERISTICS AS TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE')
        # 开启事务
        connection.autocommit = False
        try:
            # 读操作
            cursor.execute('SELECT * FROM your_table')
            rows = cursor.fetchall()
            print(f"Read data: {rows}")
            # 写操作（例如更新）
            cursor.execute('UPDATE your_table SET some_column = %s WHERE some_condition', ('new_value',))
            # 提交事务
            connection.commit()
        except (Exception, psycopg2.Error) as error:
            print(f"Error in transaction: {error}")
            connection.rollback()
    finally:
        # 将连接放回连接池
        postgreSQL_pool.putconn(connection)


# 创建多个线程
threads = []
for _ in range(5):
    thread = threading.Thread(target=worker)
    threads.append(thread)
    thread.start()

# 等待所有线程完成
for thread in threads:
    thread.join()

# 关闭连接池
postgreSQL_pool.closeall()

代码说明

连接池：使用psycopg2的连接池来管理数据库连接，提高性能和资源利用率。
事务隔离级别设置：通过cursor.execute('SET SESSION CHARACTERISTICS AS TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE')设置事务隔离级别为SERIALIZABLE，这是最严格的隔离级别，可以避免所有常见的数据竞争问题。
事务操作：通过connection.autocommit = False开启手动事务管理，在操作完成后使用connection.commit()提交事务，发生错误时使用connection.rollback()回滚事务。
锁机制：在上述代码中，虽然没有显式地使用锁语句，但SERIALIZABLE隔离级别会在数据库内部自动使用锁机制来确保事务的串行化执行，从而避免数据竞争。如果需要更细粒度的控制，可以使用SELECT... FOR UPDATE语句来获取行级锁，例如：

cursor.execute('SELECT * FROM your_table WHERE some_condition FOR UPDATE')

这会锁定符合条件的行，直到事务结束，其他事务无法修改这些行。

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