postgresql事务隔离级别如何工作_postgresql事务模型深入理解

PostgreSQL支持读已提交、可重复读和串行化三种隔离级别，依次增强隔离性。读已提交为默认级别，防止脏读但允许不可重复读；可重复读使用一致快照避免脏读、不可重复读和幻读，可能因冲突报错；串行化基于SSI技术检测写偏斜等异常，确保并发等效于串行执行，需应用重试失败事务。

PostgreSQL 的事务隔离级别决定了一个事务在并发环境下能看到哪些数据，以及如何避免并发操作带来的不一致问题。理解这些隔离级别的工作机制，有助于开发者设计出更可靠、性能更优的数据库应用。

事务隔离级别的基本概念

事务隔离是 ACID 中的 I（Isolation），它控制多个事务并发执行时的可见性与影响范围。PostgreSQL 支持三种标准隔离级别：

• 读未提交（Read Uncommitted）— 实际上 PostgreSQL 将其视为“读已提交”
• 读已提交（Read Committed）— 默认级别
• 可重复读（Repeatable Read）
• 串行化（Serializable）

每个级别逐步增强隔离性，但代价是可能增加锁争用或因冲突导致重试。

读已提交（Read Committed）如何工作

这是 PostgreSQL 的默认隔离级别，适用于大多数场景。

在这个级别下：

• 一个事务只能看到在它开始之前已经提交的数据
• 每次语句执行时，都会看到最新的已提交数据，因此同一事务中不同查询可能看到不同的快照
• 防止“脏读”（读到未提交的数据），但允许“不可重复读”和“幻读”

例如：事务 A 第一次查询某行值为 100，事务 B 在此时修改并提交该行为 200，事务 A 再次查询会看到 200 —— 这就是不可重复读。

可重复读（Repeatable Read）的行为特点

在此级别下，事务在整个执行过程中使用同一个快照，保证多次读取结果一致。

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• 事务启动时建立快照，之后所有 SELECT 都基于这个快照
• 避免了脏读和不可重复读
• PostgreSQL 的可重复读还通过快照机制避免了幻读（这比 SQL 标准更严格）
• 如果尝试更新被其他事务修改过的数据，会报错并终止事务

注意：PostgreSQL 的可重复读不会自动串行化执行，但在检测到潜在冲突时会抛出异常，要求应用层重试。

串行化（Serializable）与串行化异常检测

这是最严格的隔离级别，目标是让并发事务如同串行执行一样安全。

PostgreSQL 使用“可序列化快照 isolation”（SSI, Serializable Snapshot Isolation）技术实现：

• 基于快照，但额外跟踪事务间的读写依赖
• 当系统检测到可能导致不一致的并发模式（如 write-skew）时，会主动中断其中一个事务
• 应用需要捕获此类错误（通常是 serialization_failure），并重试整个事务

例如：两个事务分别检查账户余额并转账，若逻辑上总和超限但仍各自完成，SSI 会检测到这种 write-skew 并阻止。

基本上就这些。选择合适的隔离级别要权衡一致性需求和性能。默认的“读已提交”适合多数场景；需要强一致性时可用“可重复读”或“串行化”，但必须配合重试逻辑使用。PostgreSQL 的多版本并发控制（MVCC）是这些机制的基础，使得高并发下仍能保持良好性能。

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