数据库事务隔离级别、PostgreSQL实际有哪几种事务隔离级别

本文最后更新于 2025-10-16，文章内容可能已经过时。

数据库事务的隔离级别（Isolation Level）是数据库管理系统（DBMS）用来控制并发事务之间相互影响程度的一种机制。它定义了在一个事务中，其他事务对数据的修改在何时可见，以及如何避免常见的并发问题。

一、标准的事务隔离级别（SQL-92 标准）

根据 ANSI/ISO SQL-92 标准，定义了四种标准的事务隔离级别，从低到高依次为：

READ UNCOMMITTED（读未提交）
- 最低的隔离级别。
- 允许一个事务读取另一个事务尚未提交的数据。
- 可能导致的问题：
  - 脏读（Dirty Read）：读到了未提交的数据，如果该事务回滚，则读到的数据无效。
  - 不可重复读（Non-Repeatable Read）
  - 幻读（Phantom Read）
READ COMMITTED（读已提交）
- 保证一个事务只能读取到已经提交的数据。
- 避免了脏读。
- 但可能出现：
  - 不可重复读：在同一事务中，两次读取同一行数据，结果不同（因为其他事务修改并提交了该行）。
  - 幻读：在同一事务中，两次执行相同查询，返回的行数不同（因为其他事务插入或删除了符合条件的行）。
REPEATABLE READ（可重复读）
- 保证在同一事务中多次读取同一数据时结果一致。
- 避免了脏读和不可重复读。
- 但某些数据库仍可能出现幻读（取决于实现方式）。
SERIALIZABLE（可串行化）
- 最高的隔离级别。
- 所有事务依次执行，如同串行执行一样，完全避免了并发问题。
- 完全避免了：
  - 脏读
  - 不可重复读
  - 幻读
- 代价是性能较低，容易发生锁冲突或事务回滚。

⚠️ 注意：不同数据库对这些标准的实现可能略有差异。

二、PostgreSQL 的实际事务隔离级别

PostgreSQL 支持三种事务隔离级别，分别对应 SQL 标准中的后三种，但它通过 多版本并发控制（MVCC） 实现，而不是传统的锁机制，因此行为上有所不同。

PostgreSQL 支持的隔离级别：

READ COMMITTED（默认）
- 这是 PostgreSQL 的默认隔离级别。
- 在同一个事务中，每次执行 SELECT 查询时，都会看到截至该查询开始时所有已提交事务的最新数据。
- 行为特点：
  - 避免脏读。
  - 允许不可重复读和幻读。
  - 性能好，适用于大多数场景。
REPEATABLE READ
- 在此级别下，事务会“冻结”一个数据快照，整个事务期间都基于这个快照读取数据。
- 因此：
  - 避免脏读。
  - 避免不可重复读。
  - 理论上也避免幻读（但在 PostgreSQL 中，由于 MVCC 的实现，它实际上防止了幻读，但官方文档称其“类似可串行化”，见下文）。
- ⚠️ 特别注意：PostgreSQL 的 REPEATABLE READ 实际上比标准更严格，它会检测串行化异常。如果检测到冲突，事务将被拒绝并报错：
```
ERROR: could not serialize access due to concurrent update
```
  此时需要应用程序重试事务。
SERIALIZABLE
- PostgreSQL 从 9.1 版本开始支持真正的 SERIALIZABLE 隔离级别。
- 使用一种称为 Serializable Snapshot Isolation (SSI) 的算法，基于 MVCC 实现。
- 提供最高级别的隔离，确保事务并发执行的结果等价于某种串行顺序。
- 如果系统检测到可能导致不一致的并发操作，会抛出错误：
```
ERROR: could not serialize access due to read/write dependencies
```
  应用程序必须捕获该错误并重试事务。

❗ PostgreSQL 不支持 READ UNCOMMITTED 隔离级别。

即使你显式设置 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;，PostgreSQL 也会将其当作 READ COMMITTED 处理。这是因为在 MVCC 模型下，根本不会读取未提交的数据，所以“读未提交”没有意义。

三、总结对比表

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	PostgreSQL 支持	实现机制
READ UNCOMMITTED	✅	✅	✅	❌（视为 RC）	—
READ COMMITTED	❌	✅	✅	✅（默认）	MVCC
REPEATABLE READ	❌	❌	❌*	✅	MVCC + 快照
SERIALIZABLE	❌	❌	❌	✅	SSI (MVCC 扩展)

*注：PostgreSQL 的 REPEATABLE READ 通过快照避免幻读，但标准中不保证；而 SERIALIZABLE 是真正防止所有异常。

四、如何设置隔离级别（PostgreSQL 示例）

修改postgresql.conf文件（推荐）

这是最标准的永久修改方式，需要重启PostgreSQL服务才能生效。

步骤：

找到postgresql.conf文件位置：
- 通常在PostgreSQL数据目录下，例如：/etc/postgresql/<version>/main/postgresql.conf 或 /var/lib/pgsql/data/postgresql.conf
- 也可以在psql中执行以下命令查找：
```
SHOW config_file;
```
编辑postgresql.conf文件：
- 使用文本编辑器打开该文件
- 找到default_transaction_isolation参数
- 将其值修改为所需的隔离级别：

default_transaction_isolation = 'REPEATABLE READ'  # 或 'SERIALIZABLE'

例如，要设置为可重复读：

default_transaction_isolation = 'REPEATABLE READ'

重启PostgreSQL服务：
- 不同系统重启命令不同：

# Ubuntu/Debian
sudo systemctl restart postgresql
# CentOS/RHEL
sudo systemctl restart postgresql-<version>
# 或使用pg_ctl
sudo pg_ctl restart -D /path/to/data/directory

⚠️ 注意：在设置为REPEATABLE READ或SERIALIZABLE后，应用程序可能需要处理序列化异常（如事务回滚并重试）。这是为了确保数据一致性而付出的代价。

通过这种方式永久修改默认事务隔离级别，可以确保所有新创建的会话都使用你指定的隔离级别，而无需在每个应用程序中单独设置。

五、选择建议

READ COMMITTED：适用于大多数应用，性能好，数据一致性要求不极端。
REPEATABLE READ：需要在事务中多次读取一致数据（如报表生成），但要处理可能的序列化异常。
SERIALIZABLE：对数据一致性要求极高，愿意接受重试逻辑来换取强一致性。

结论

SQL 标准定义了 4 种隔离级别：READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ、SERIALIZABLE。
PostgreSQL 实际支持 3 种：READ COMMITTED、REPEATABLE READ、SERIALIZABLE。
它不支持 READ UNCOMMITTED，且通过 MVCC 和 SSI 技术提供了高效且强一致性的并发控制。