面试题：分布式系统中不同隔离级别在ACID隔离性方面如何对比？

Question

请详细阐述在分布式后端开发场景下，读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）这几种隔离级别各自的特点，并对比它们在数据一致性和并发性能上的差异。

Answer 1

读未提交（Read Uncommitted）

1. 特点：
   • 事务可以读取其他事务尚未提交的数据。这意味着一个事务修改了数据但未提交，另一个事务就能读到这些未提交的数据。
   • 是隔离级别中最低的，几乎不提供任何隔离保证。
2. 数据一致性：可能出现脏读问题，即读到了其他事务未提交的数据，如果这些数据最终回滚，那么读取的数据就是无效的，严重破坏数据一致性。
3. 并发性能：因为几乎没有隔离限制，所以并发性能最高，事务之间很少出现等待情况。

读已提交（Read Committed）

1. 特点：
   • 一个事务只能读取其他事务已经提交的数据。当一个事务读取数据时，保证读到的是已经提交的数据版本。
   • 避免了脏读问题。
2. 数据一致性：解决了脏读问题，但可能出现不可重复读问题。即在一个事务内多次读取同一数据，由于其他事务在两次读取之间提交了修改，导致两次读取结果不一致。
3. 并发性能：相比读未提交隔离级别，并发性能有所降低，因为需要等待其他事务提交后才能读取，不过性能仍然较高，是大多数数据库的默认隔离级别。

可重复读（Repeatable Read）

1. 特点：
   • 在一个事务内，多次读取同一数据的结果是一致的，无论其他事务是否在期间对该数据进行了修改并提交。
   • 它通过在事务开始时为事务分配一个数据快照，后续读取都基于这个快照来实现。
2. 数据一致性：解决了脏读和不可重复读问题，但可能出现幻读问题。幻读是指在一个事务内，执行两次相同的查询，第二次查询结果集比第一次多出一些数据行，因为在两次查询之间，其他事务插入了新的数据行。
3. 并发性能：并发性能进一步降低，因为为了保证可重复读，数据库可能需要采取更多的锁机制或数据版本管理策略，以确保事务读取的数据一致性，这会导致事务之间的等待增加。

串行化（Serializable）

1. 特点：
   • 最高的隔离级别，事务串行执行，就像事务是一个接一个顺序执行一样，不存在并发执行的情况。
   • 确保了数据的强一致性。
2. 数据一致性：完全避免了脏读、不可重复读和幻读问题，提供了最强的数据一致性保证。
3. 并发性能：并发性能最低，因为事务之间不能并发执行，必须依次执行，这会导致系统的吞吐量降低，响应时间变长。

总结对比

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	数据一致性	并发性能
读未提交	可能出现	可能出现	可能出现	低	高
读已提交	避免	可能出现	可能出现	中	较高
可重复读	避免	避免	可能出现	较高	中
串行化	避免	避免	避免	高	低