Oracle开发者中级第9课（读取一致性）实验

Posted 2021-12-19 dingdingfish

概述

本实验参考DevGym中的实验指南。

创建环境

create table toys (
  toy_name varchar2(30),
  price    number(10, 2)
);

insert into toys values ( 'Miss Snuggles', 9.99 );

commit;

数据为：

select * from toys;

        TOY_NAME    PRICE
________________ ________
Miss Snuggles        9.99

Autonomous Transaction

Autonomous Transactions在生产环境中极少使用，此处只是由于LiveSQL的限制，需要用它在一个会话中来模拟两个会话。

insert into toys values ( 'Baby Turtle', 7.95 );

declare
  pragma autonomous_transaction;
begin
  insert into toys values ( 'Blue Dinosaur', 15.95 );
  commit;
end;
/

select * from toys;

        TOY_NAME    PRICE
________________ ________
Baby Turtle          7.95
Blue Dinosaur       15.95
Miss Snuggles        9.99

-- 此rollback并不涉及autonomous transaction中的事务
rollback;

select * from toys;
        TOY_NAME    PRICE
________________ ________
Blue Dinosaur       15.95
Miss Snuggles        9.99

实际上你也可以起两个窗口，分别执行：

会话1	会话2
insert into toys values ( ‘Baby Turtle’, 7.95 );	insert into toys values ( ‘Blue Dinosaur’, 15.95 );
	commit;
rollback;

Read Phenomena

SQL 标准定义了三种读取现象，即多人对同一行进行读写时可能发生的问题，他们是：

• 脏读
• 不可重复（或模糊）读
• 幻像读

Dirty Reads（脏读）

脏读是指看到在另一个事务中未提交的行。 由于其未必提交。 因此，您可以返回最终未保存到数据库中的数据！

在 Oracle 数据库中，脏读是不可能的。 您只能在自己的事务中查看未提交的行。

Non-repeatable (Fuzzy) Reads（不可重复读或模糊读）

不可重复读取是指两次查询同一行返回不同的结果。 当他人在查询之间更新行时会发生这种情况。
例如：

会话1	会话2
create table bricks(colour varchar2(16), shape varchar2(16));
insert into bricks (colour, shape) values (‘red’, ‘cube’);
commit;
select shape from bricks where colour = ‘red’; cube
	update bricks set shape = ‘pyramid’;
	commit;
select shape from bricks where colour = ‘red’; pyramid

SQL 标准还允许在单个查询中进行不可重复读。例如对于一个运行时间非常长的统计查询，在查询过程中数据可能被别人修改，因此导致结果的不一致性。

-- 会话1的查询，耗时10秒
select colour, count(*)
from   bricks
group by colour;
-- 会话2在第5秒时进行更新
update bricks 
set    colour = 'red';

Oracle 数据库始终具有语句级一致性。 因此，在一个查询中不可能发生不可重复读。

Phantom Reads（幻象读）

幻象读是不可重复读的一种特殊形式。 当另一个会话插入或删除与查询的 where 子句匹配的行时，就会发生这种情况。 所以重复查询时可以返回不同的行。

会话1	会话2
truncate table bricks;
insert into bricks (colour, shape) values (‘red’, ‘cube’);
commit;
select shape from bricks where colour = ‘red’; cube
	insert into bricks ( colour, shape ) values ( ‘red’, ‘pyramid’ );
	commit;
select shape from bricks where colour = ‘red’; pyramid cube

索引，幻象读和不可重复读的本质区别是结果集的行数发生了变化。

Isolation Levels

为了帮助您管理读取问题，SQL 标准定义了四个隔离级别，以说明哪些现象是可能的，如下表所示：

	脏读	不可重复读	幻象读	Oracle是否支持
Read Uncommitted	V	V	V	Oracle不允许脏读，因此不支持此隔离级
Read Committed	X	V	V	支持且为默认隔离级，保证了语句级的一致性。这意味着每个 DML 命令在开始之前都可以看到保存的所有数据。 其他会话在启动后保存的任何更改都将隐藏。Oracle使用多版本并发控制 (MVCC) 来做到这一点。 当您更新或删除一行时，这会将行的当前状态存储在undo中。 其他事务可以使用undo来查看过去存在的数据。因此，除了在事务内部，Oracle 数据库中的单个语句中不可能出现任何读取现象。
Repeatable Reads	X	X	V	此隔离级的目的是提供一致的查询结果。 但是 Oracle 数据库已经在Read Committed中做到了这一点！因此也就没有实现它。如果是没有 MVCC 的数据库，您可能需要这种模式才能获得正确的结果。
Serializable	X	X	X	您可以在 Oracle 数据库中使用它来获得事务级一致性。 您只能查看在事务开始时在数据库中提交的更改。 在此之后其他交易所做的任何更改都会对您的交易隐藏。

Set Transaction Isolation Level

语法示例：

set transaction isolation level read committed;

只能是事务中的第一条语句：

insert into toys values ( 'Purple Ninja', 19.99 );
set transaction isolation level read committed;

Error starting at line : 1 in command -
set transaction isolation level read committed
Error report -
ORA-01453: SET TRANSACTION must be first statement of transaction
01453. 00000 -  "SET TRANSACTION must be first statement of transaction"
*Cause:    self-evident
*Action:   commit (or rollback) transaction, and re-execute

rollback;

Read Committed

Read Committed提供语句一级的一致性。每个命令都可以查看在它启动时保存在数据库中的所有更改。

没有看懂这个示例想说明什么。感觉结果不是理所当然的吗。接着看就明白了。

set transaction isolation level read committed;
select * from toys;
        TOY_NAME    PRICE
________________ ________
Miss Snuggles        9.99

declare 
  pragma autonomous_transaction;
begin
  update toys set price = 1.61;
  insert into toys values ( 'Baby Turtle', 19.99 );  
  commit;
end;
/

select * from toys;
        TOY_NAME    PRICE
________________ ________
Baby Turtle         19.99
Miss Snuggles        1.61

commit;

select * from toys;
        TOY_NAME    PRICE
________________ ________
Baby Turtle         19.99
Miss Snuggles        1.61

Serializable

在Serializable中，您具有事务级一致性。 这就像您是数据库的唯一用户一样。 其他交易所做的更改对您是隐藏的。 其他一些数据库将 Oracle 数据库的Serializable实现称为快照隔离。

set transaction isolation level serializable;

select * from toys;
        TOY_NAME    PRICE
________________ ________
Baby Turtle         19.99
Miss Snuggles        1.61

declare 
  pragma autonomous_transaction;
begin
  update toys set price = 2.71;
  insert into toys values ( 'Purple Ninja', 7.95 );  
  commit;
end;
/

select * from toys;
        TOY_NAME    PRICE
________________ ________
Baby Turtle         19.99
Miss Snuggles        1.61

commit;
select * from toys;
        TOY_NAME    PRICE
________________ ________
Baby Turtle          2.71
Purple Ninja         7.95
Miss Snuggles        2.71

以上转换为2个会话会更清楚：

会话1	会话2
truncate table toys;
insert into toys values ( ‘Baby Turtle’, 19.99 );
insert into toys values ( ‘Miss Snuggles’, 1.61 );
commit;
set transaction isolation level serializable;
select * from toys;
	update toys set price = 2.71;
	insert into toys values ( ‘Purple Ninja’, 7.95 );
	insert into bricks ( colour, shape ) values ( ‘red’, ‘pyramid’ );
	commit;
select * from toys;
commit;
select * from toys;

自治事务（第二个会话）发生在父事务（第一个事务）开始之后。 所以父级看不到新值。 PL/SQL 块之后的查询返回与开始时的查询相同的行。 您只能在父事务提交结束后才能看到更新和插入的行。

Serializable 还可以阻止您更改由其他事务修改的行：

set transaction isolation level serializable;

select * from toys;

declare 
  pragma autonomous_transaction;
begin
  update toys set price = 3.14;
  commit;
end;
/

update toys 
set    price = price * 10
where  toy_name = 'Miss Snuggles';

Error starting at line : 1 in command -
update toys
set    price = price * 10
where  toy_name = 'Miss Snuggles'
Error report -
ORA-08177: can't serialize access for this transaction

delete toys 
where  toy_name = 'Baby Turtle';

Error starting at line : 1 in command -
delete toys
where  toy_name = 'Baby Turtle'
Error report -
ORA-08177: can't serialize access for this transaction

commit;
select * from toys;

一点困惑，虽然Serializable 成功的规避了3种读取现象，但却看不到其它会话已提交的修改，那么它的应用场景是什么？技术上称为快照隔离是容易理解的，和Read Committed的区别并不大。

以下是作者的建议：

当事务多次访问相同的行时，而且会有很多人同时运行交易，您应该考虑使用可序列化。 。

要选择最佳隔离级，您需要了解您的数据要求是什么。

Serializable 会减少可以同时使用您的应用程序的人数。 因此，您可能需要在数据一致性和性能之间进行一些权衡。

Read Only（只读）

除了Read Committed和Serializable ，Oracle 数据库还提供了另一种事务模式：只读。

对于查询，这与Serializable的工作方式相同。 您具有事务级一致性。 查询返回事务开始时存在的数据。它有一个额外的限制，即您只能运行SELECT。 任何更改行的尝试都将引发异常。例如：

set transaction read only;

select * from toys;

update toys
set    price = price + 1;

Error starting at line : 1 in command -
update toys
set    price = price + 1
Error report -
ORA-01456: may not perform insert/delete/update operation inside a READ ONLY transaction

declare 
  pragma autonomous_transaction;
begin
  update toys set price = 99.00;
  commit;
end;
/

select * from toys;
commit;
select * from toys;

此模式在报表环境中很有用。 一组报表可能需要多次查询相同的表。 为确保结果正确，您必须忽略报告运行时其他用户所做的任何更改。 用户还必须只能读取数据。 您需要停止所有非SELECT的 DML。
将事务模式设置为只读可以满足这两个需求。

最后，下面语句等同于设为read committed隔离级：

set transaction read write;

环境清理

drop table toys;