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面试题:PostgreSQL中不同事务隔离级别如何影响并发写入性能

在PostgreSQL里,列举出至少两种事务隔离级别,并阐述它们分别是怎样对并发写入操作的性能产生影响的,从锁机制、数据可见性等方面说明。
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数据库PostgreSQL

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面试题答案

一键面试

1. 读未提交(Read Uncommitted)

  • 锁机制:对数据的写入操作通常会获取行级排他锁(X锁),防止其他事务对该行进行写入,但不会阻止其他事务读取未提交的数据。这意味着并发写入时,只要不针对同一行数据,不同事务的写入操作可以并行执行,锁竞争相对较小。
  • 数据可见性:一个事务可以读取到其他事务尚未提交的数据。这种数据可见性虽然提高了并发性能,但可能导致脏读问题。对于并发写入,由于其他事务能读取到未提交数据,在一定程度上减少了因等待数据可见性而产生的阻塞,提高了写入操作的并发性能。

2. 读已提交(Read Committed)

  • 锁机制:写入操作同样获取行级排他锁(X锁)。在读取数据时,每个语句执行时会获取共享锁(S锁),并且语句执行完后就释放锁。这使得并发写入时,如果多个事务试图修改同一行数据,会因为行级排他锁而产生竞争,导致部分事务等待锁的释放,从而在一定程度上影响并发写入性能。
  • 数据可见性:一个事务只能读取到其他事务已经提交的数据。这避免了脏读问题,但在并发写入场景下,可能会因为数据可见性的延迟,导致后续依赖该数据的写入操作等待,降低了并发性能。

3. 可重复读(Repeatable Read)

  • 锁机制:写入操作获取行级排他锁(X锁)。读取数据时,事务在整个执行期间持有共享锁(S锁),直到事务结束才释放。这在并发写入时,如果多个事务对同一数据有读和写操作,锁竞争会比较严重,因为共享锁在事务结束才释放,其他事务的写入操作需要等待共享锁释放,大大降低了并发写入性能。
  • 数据可见性:在同一个事务内,多次读取相同数据的结果是一致的,不受其他事务提交的影响。这种一致性保证虽然避免了不可重复读问题,但由于锁的长时间持有,在并发写入场景下,会导致其他事务长时间等待,严重影响并发写入性能。

4. 串行化(Serializable)

  • 锁机制:整个事务被视为一个串行的操作序列,写入操作会获取范围锁等高级锁,防止其他事务在相关数据范围进行读写操作。这使得并发写入时,几乎所有的并发操作都被串行化执行,因为任何可能产生干扰的操作都需要等待锁的释放,并发写入性能极低。
  • 数据可见性:提供最高级别的数据一致性,确保事务之间不会相互干扰,就像事务是串行执行的一样。但这种严格的可见性和锁机制,极大地限制了并发写入操作,性能最差。