事务并发隔离 - 为什么我可以更新另一个事务记录的子集？

Question

我试图了解我遇到的一个问题，我认为在处理使用已提交读隔离级别的事务时应该不可能。我有一个用作队列的表。在一个线程（连接 1）中，我将多批 20 条记录插入到每个表中。每批 20 条记录在一个事务中执行。在第二个线程（连接 2）中，我执行更新以更改已插入队列的记录的状态，这也发生在事务中。当同时运行时，我的期望是受更新影响的行数（连接 2）应该是 20 的倍数，因为连接 1 在事务中以 20 行的批量插入表中的行。

但我的测试表明情况并非总是如此，有时我能够从连接 1 的批次更新记录子集。这应该是可能的还是我错过了一些关于事务、并发和隔离级别的东西？下面是我创建的一组测试脚本，用于在 T-SQL 中重现此问题。

此脚本以 20 个事务批次向表中插入 20,000 条记录。

USE ReadTest
GO

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED
GO

SET NOCOUNT ON

DECLARE @trans_id INTEGER
DECLARE @cmd_id INTEGER
DECLARE @text_str VARCHAR(4000)

SET @trans_id = 0
SET @text_str = 'Placeholder String Value'                

-- First empty the table
DELETE FROM TABLE_A

WHILE @trans_id < 1000 BEGIN
    SET @trans_id = @trans_id + 1
    SET @cmd_id = 0

    BEGIN TRANSACTION
--  Insert 20 records into the table per transaction
    WHILE @cmd_id < 20 BEGIN
        SET @cmd_id = @cmd_id + 1

        INSERT INTO TABLE_A ( transaction_id, command_id, [type], status, text_field ) 
            VALUES ( @trans_id, @cmd_id, 1, 1,  @text_str )
    END             
    COMMIT

END

PRINT 'DONE'

此脚本更新表中的记录，将状态从 1 更改为 2，然后检查更新操作中的行数。当行数不是 20 的倍数时，print 语句会指出这一点以及受影响的行数。

USE ReadTest
GO

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED
GO

SET NOCOUNT ON
DECLARE @loop_counter INTEGER
DECLARE @trans_id INTEGER
DECLARE @count INTEGER

SET @loop_counter = 0

WHILE @loop_counter < 100000 BEGIN

    SET @loop_counter = @loop_counter + 1
    BEGIN TRANSACTION
        UPDATE TABLE_A SET status = 2 
        WHERE status = 1
            and type = 1
        SET @count = @@ROWCOUNT
    COMMIT

    IF ( @count % 20 <> 0 ) BEGIN
--      Records in concurrent transaction inserting in batches of 20 records before commit.
        PRINT '*** Rowcount not a multiple of 20. Count = ' + CAST(@count AS VARCHAR) + ' ***'
    END

    IF @count > 0 BEGIN
--      Delete the records where the status was changed.
        DELETE TABLE_A WHERE status = 2
    END
END

PRINT 'DONE'

此脚本在名为 ReadTest 的新数据库中创建测试队列表。

USE master;
GO

IF EXISTS (SELECT * FROM sys.databases WHERE name = 'ReadTest')
  BEGIN;
  DROP DATABASE ReadTest;
  END;
GO

CREATE DATABASE ReadTest;
GO

ALTER DATABASE ReadTest
SET ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION OFF
GO

ALTER DATABASE ReadTest
SET READ_COMMITTED_SNAPSHOT OFF
GO

USE ReadTest
GO

CREATE TABLE [dbo].[TABLE_A](
    [ROWGUIDE] [uniqueidentifier] NOT NULL,
    [TRANSACTION_ID] [int] NOT NULL,
    [COMMAND_ID] [int] NOT NULL,
    [TYPE] [int] NOT NULL,
    [STATUS] [int] NOT NULL,
    [TEXT_FIELD] [varchar](4000) NULL
 CONSTRAINT [PK_TABLE_A] PRIMARY KEY NONCLUSTERED 
(
    [ROWGUIDE] ASC
) ON [PRIMARY]
) ON [PRIMARY]

ALTER TABLE [dbo].[TABLE_A] ADD  DEFAULT (newsequentialid()) FOR [ROWGUIDE]
GO

Answer 1

可能会这样：

1. writer/inserter 写入 20 行（不提交）
2. 读取器/更新器读取一行（未提交 - 它丢弃它）
3. 作者/插入者提交
4. 读取器/更新器读取 19 行，这些行现在已提交，因此可见

我相信只有可序列化的隔离级别（或更具并发性的快照隔离）才能解决此问题。

Answer 2

你的期望完全错位了。您从未在查询中表达过“出列”正好 20 行的要求。 UPDATE 可以返回 0、19、20、21 或 1000 行并且所有结果都是正确的，只要 status 为 1 且 type 为 1。如果您期望“出队”按'enqueue' （在您的问题中以某种方式回避，但从未明确说明）那么您的 'dequeue' 操作必须包含 ORDER BY 子句。如果您添加了这样一个明确声明的要求，那么您期望“出队”总是返回一整批“入队”行（即 20 行的倍数）将更接近一个合理的期望。就目前的情况来看，正如我所说，完全错位了。

更多讨论请见Using Tables as Queues。

我不应该担心当一个事务正在提交一个 批量 20 条插入记录，另一个并发事务仅 能够更新这些记录的一个子集，而不是全部 20 个？

基本上问题归结为如果我在插入时选择，我会看到多少插入的行？。如果隔离级别被声明为 SERIALIZABLE，您只有权利担心。其他隔离级别都无法预测 在 UPDATE 运行时插入的行数将是可见的。只有 SERIALIZABLE 声明结果必须与一个接一个地运行两个语句相同（即序列化，因此得名）。虽然 如何 UPDATE '看到' INSERT 批处理的一部分的技术细节在您考虑物理顺序和缺少 ORDER BY 子句后很容易理解，但解释是无关紧要的。根本问题是期望是没有根据的。即使通过添加正确的 ORDER BY 和正确的聚集索引键（上面链接的文章解释了详细信息）来“修复”“问题”，期望仍然没有保证。 UPDATE “看到” 1、19 或 21 行仍然是完全合法的，尽管这不太可能发生。

我想我一直将 READ COMMITTED 理解为仅读取已提交 数据，并且事务提交是一个原子操作，使所有 事务中发生的更改立即可用。

没错。不正确的是期望 并发 SELECT（或更新）看到整个更改，而与它恰好在执行中的位置无关。打开 SSMS 查询并运行以下命令：

use tempdb;
go

create table test (a int not null primary key, b int);
go

insert into test (a, b) values (5,0)
go

begin transaction
insert into test (a, b) values (10,0)

现在打开一个新的 SSMS 查询并运行以下命令：

update test 
    set b=1
    output inserted.*
    where b=0

这将阻止未提交的 INSERT。现在回到第一个查询并运行以下命令：

insert into test (a, b) values (1,0)
commit

提交后，第二个 SSMS 查询将完成，它将返回两行，而不是三行。 QED。这是已提交的。您期望的是 SERIALIZABLE 执行（在这种情况下，上面的示例将死锁）。