面试题：PostgreSQL事务一致性模型中的隔离级别有哪些及各自特点

Question

请详细阐述PostgreSQL事务一致性模型中各个隔离级别的具体含义，以及在不同隔离级别下可能出现的并发问题，比如脏读、不可重复读、幻读等在哪些隔离级别会出现，哪些不会出现。

Answer 1

1. 读未提交（Read Uncommitted）

• 含义：一个事务可以读取另一个未提交事务的数据。这是最低的隔离级别，几乎不提供什么并发控制。
• 并发问题：
  • 脏读：会出现。因为一个事务可以读到另一个未提交事务修改的数据，如果未提交事务回滚，那么读取到的数据就是无效的，即脏数据。
  • 不可重复读：会出现。在同一事务内，多次读取同一数据时，另一个并发事务可能在期间提交了对该数据的修改，导致多次读取结果不一致。
  • 幻读：会出现。在同一事务内，多次执行相同的查询语句，另一个并发事务可能在期间插入或删除了符合查询条件的新数据，导致多次查询结果的记录数不一致。

2. 读已提交（Read Committed）

• 含义：一个事务只能读取已经提交的事务的数据。这可以避免脏读问题。
• 并发问题：
  • 脏读：不会出现。因为只能读取已提交的数据，所以不存在读取到未提交事务的脏数据情况。
  • 不可重复读：会出现。在同一事务内，多次读取同一数据时，另一个并发事务可能在期间提交了对该数据的修改，导致多次读取结果不一致。
  • 幻读：会出现。在同一事务内，多次执行相同的查询语句，另一个并发事务可能在期间插入或删除了符合查询条件的新数据，导致多次查询结果的记录数不一致。

3. 可重复读（Repeatable Read）

• 含义：在一个事务内，多次读取同一数据时，其值保持不变。它通过锁定查询返回的行来实现这一点。
• 并发问题：
  • 脏读：不会出现。同读已提交，只能读取已提交的数据。
  • 不可重复读：不会出现。因为在事务内多次读取同一数据，数据值不会改变，即使其他事务对该数据进行了修改并提交，本事务看到的数据还是最初读取的值。
  • 幻读：在 PostgreSQL 中，默认的可重复读隔离级别通过多版本并发控制（MVCC）可以避免幻读。但在某些数据库实现中，如果没有类似 MVCC 的机制，幻读仍可能出现。

4. 串行化（Serializable）

• 含义：最高的隔离级别，所有事务依次逐个执行，就好像没有并发一样。这可以确保不会出现任何并发问题。
• 并发问题：
  • 脏读：不会出现。因为事务是串行执行，不存在并发读取未提交数据的情况。
  • 不可重复读：不会出现。事务逐个执行，不存在其他事务干扰当前事务读取的数据。
  • 幻读：不会出现。事务串行执行，不会有新的数据在当前事务执行期间被插入或删除，导致查询结果变化。