数据库事务隔离的历史进程：对标准化的持续探索

1. 数据库事务隔离的的目标：确保一致性

1.1 保证ACID特性

事务隔离是数据库系统设计的根本组成部分，旨在保证事务的原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability），即ACID特性。其中，隔离性要求事务彼此独立执行，不受其他事务的影响。

1.2 避免脏读、不可重复读、幻读

事务隔离级别正是为了防止脏读、不可重复读和幻读等问题而存在的。脏读是指一个事务读到了另一个尚未提交事务的数据；不可重复读是指一个事务多次读取同一数据，却得到了不同的结果，因为其他事务对该数据进行了修改；幻读是指一个事务读取数据时，发现其他事务插入了新的数据，导致读取结果与预期不符。

2. 否定之否定：隔离级别的演进

2.1 ANSI SQL-89：最早的标准化尝试

1989年，美国国家标准协会（ANSI）颁布了SQL-89标准，其中对事务隔离级别进行了首次标准化。SQL-89定义了四个隔离级别：

• 未提交读（READ UNCOMMITTED）： 事务可以读取其他事务未提交的数据，也可能读取到脏数据。
• 已提交读（READ COMMITTED）： 事务只能读取其他事务已提交的数据，避免了脏读问题。
• 可重复读（REPEATABLE READ）： 事务只能读取自己事务开始时的数据，避免了不可重复读问题。
• 串行化（SERIALIZABLE）： 事务按顺序执行，完全避免了并发问题。

2.2 Oracle：商业数据库的创新

在SQL-89标准的基础上，Oracle数据库引入了新的隔离级别：

• 快照隔离（SNAPSHOT ISOLATION）： 事务只能读取自己事务开始时的数据，以及其他事务已提交的数据。

快照隔离解决了可重复读隔离级别下幻读的问题，但会带来性能开销。

2.3 ANSI SQL-92：标准化的完善

1992年，ANSI发布了SQL-92标准，对SQL-89进行了修订，并增加了新的隔离级别：

• 读已提交（READ COMMITTED）： 事务只能读取其他事务已提交的数据，但允许幻读。

读已提交隔离级别介于已提交读和可重复读之间，提供了较好的性能和隔离性平衡。

2.4 PostgreSQL：开源数据库的挑战

PostgreSQL数据库对SQL-92标准进行了扩展，引入了新的隔离级别：

• 串行可重复读（SERIALIZABLE REPEATABLE READ）： 事务按顺序执行，但允许幻读。

串行可重复读隔离级别提供了比串行化隔离级别更强的隔离性，但会带来更高的性能开销。

2.5 Microsoft SQL Server：商业数据库的追赶

Microsoft SQL Server数据库也对SQL-92标准进行了扩展，引入了新的隔离级别：

• 快照隔离（SNAPSHOT ISOLATION）： 事务只能读取自己事务开始时的数据，以及其他事务已提交的数据。

快照隔离级别与Oracle数据库的快照隔离级别类似，但SQL Server还允许在快照隔离级别下使用游标。

3. Adya的隔离级别定义：更合理的划分

2000年，Adya提出了一个更合理的隔离级别定义：

• 未提交读（READ UNCOMMITTED）： 事务可以读取其他事务未提交的数据，也可能读取到脏数据。
• 已提交读（READ COMMITTED）： 事务只能读取其他事务已提交的数据，但允许幻读。
• 可重复读（REPEATABLE READ）： 事务只能读取自己事务开始时的数据，但允许不可重复读。
• 串行化（SERIALIZABLE）： 事务按顺序执行，完全避免了并发问题。

Adya的隔离级别定义与ANSI SQL-92标准的定义非常相似，但对可重复读隔离级别的定义进行了修改，允许不可重复读。这种修改使得可重复读隔离级别更加实用，因为在实际应用中，不可重复读的情况并不常见。

4. 结语

数据库事务隔离是数据库系统设计中的一个重要概念，对数据库的并发性和一致性有着至关重要的影响。随着数据库技术的发展，事务隔离级别也经历了从无到有、从不完善到完善的演变过程。Adya提出的隔离级别定义是目前为止最合理、最实用的定义，为数据库系统的设计和实现提供了有力的指导。