事务

1. 什么是事务

事务就是逻辑上的一组操作,要么都执行,要么都不执行

1.1 案例

事务最经典例子转账:假设小明要给小红转账1000元,这个转账会涉及到两个关键操作

  • 将小明的余额减少1000元
  • 将小红的余额增加1000元

万一在这两个操作之间突然出现错误比如银行系统奔溃,导致小明余额减少而小红的余额没有增加,这就不对了。 事务就是保证这两个关键操作要么都成功,要么都失败

2. 事务的四大特性(ACID)

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  1. 原子性(Atomicity):

    事务是最小的执行单位,不予许分割,事务的原子性保证动作么全部完成,要么完全不起作用

  2. 一致性(Consistency):

    执行事务前后,数据保持一致,多个事务对同一个数据读取结果是相同的

  3. 隔离性(Isolation)

    并发访问数据库时,一个用户的事务不被其他事务所干扰,各并发事务之间数据库是独立的

  4. 持久性(Durability)

    一个事务被提交之后,它对数据库中数据的改变是持久的,即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响

2.1 数据库是如何保证ACID的

  • 四个特性,最重要的就是一致性。而一致性由原子性、隔离性、持久性来保证

  • 原子性由Undo log保证:

    Undo Log 会保存每次变更之前的记录,从而在发生错误时进行回滚

  • 隔离性由MVVC和Lock保证

  • 持久性有Redo Log保证

    每次真正修改数据之前,都会将记录写到Redo Log中,只有redo log 写入成功,才会真正写入到B+tree中。如果提交之前断电,就可以通过Redo log恢复记录

3. 并发事务带来哪些问题

在典型的应用程序中,多个事务并发运行,经常会操作相同的数据来完成各自的任务(多个用户对同一数据进行操作)。

并发虽然是必须的,但是可能会导致以下问题

  • 脏读(Dirty read)

    • 当一个事务正在访问数据并且对数据进行了修改,这种修改还没有提交到数据库中
    • 这时另外一个事务也访问了这个数据,然后使用了这个数据
    • 因为这个数据是还没有提交的数据,那么另外一个事务读到这个数据是“脏数据”,依据“脏数据”所做的操作可能是不正确的
  • 丢失修改(Lost to modify)

    • 一个事务读取一个数据时,另外一个事务也访问了该数据

    • 那么在第一个事务中修改了数据数据后,第二个事务也修改了这个数据

    • 这样第一个事务内的修改就被丢失,因此称为丢失修改

      例如:事务1 读取某表中的数据A=20,事务2也读取了A=20,事务1修改A=A-1,事务2也修改了A-1,最终结果A=19,事务1的修改被丢失

  • 不可重复读(Unrepeatableread)

    • 指在一个事务内多次读同一数据,在这个事务还没有结束时,另一个事务也访问该数据
    • 那么,在第一个事务中的两次读数据之间,由于第二个事务的修改导致第一个事务两次读取的数据可能不太一样

      这样就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的情况,因此称为不可重读读

  • 幻读(Phantom read)

    • 幻读与不可重复读类似。
    • 他发生在一个事务(T1)读取了几行数据,接着另一个并发事务(T2)插入了一些数据
    • 在随后的查询中,第一个事务(T1)就会发现多了一些根本不存在的记录

    就好像发生了幻觉一样,所以称为幻读

3.1 不可重复读和幻读区别

  • 不可重复读的重点是修改

    比如:多次读取一条记录,发现其中某些列的值被修改

  • 幻读的重点在与新增或者删除

    比如:多次读取一条记录,发现记录增多或减少了

4. 事务隔离级别有哪些

SQL 标准定义了四个隔离级别

  • READ-UNCOMMITTED(读取未提交):

    最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更,可能会导致脏读,幻读,或不可重复读

  • READ-COMMITTED(读取已提交):

    允许读取并发事务已经提交的数据,可以阻止脏读,但是幻读或者不可重复读仍然有可能发生

  • REPEATABLE-READ(可重复读):

    对同一个字段的多次读取结果结果都是一致的,除非数据是被本身事务自己所修改,可以阻止脏读和不可重复读,但幻读仍有可能发生

  • SERIALIZABLE(可串行化):

    最高的隔离级别,完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行,这样事务之间不可能产生干扰,也就是说,该级别可以防止脏读,不可重复读以及幻读

隔离级别 脏读 不可重复读 幻影读
READ-UNCOMMITTED
READ-COMMITTED ×
REPEATABLE-READ × ×
SERIALIZABLE × × ×

5. MySQL innoDB 的隔离级别

MySQL innoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是REPEATABLE-READ(可重复读)

可以通过SELECT @@tx_isolation;命令来查看

mysql> SELECT @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

5.1 InnoDB 的 REPEATABLE-READ为什么可以避免幻读

  • Next-key Lock锁算法。因此可以避免幻读的产生

    • 与SQL 标准不同的地方在于InnoDB 存储在 REPEATABLE-READ(可重读)事务隔离界别下使用的是Next-key Lock锁算法。因此可以避免幻读的产生
    • 这与其他数据库系统(如:SQL Server)是不同的,所以说InnoDB 存在引擎的默认支持的隔离级别是REPEATABLE-READ(可重读),已经可以完全保证事务的隔离性要求,既达到了SQL 标准的SERIALIZABLE(可串行化) 隔离级别
    • 因为隔离级别越低,事务请求的锁越少,但是大部分数据库的隔离级别都是READ-COMMITTED(读取提交内容) ,但是你要知道的是InnoDB 存储引擎默认使用 REPEAaTABLE-READ(可重读) 并不会有任何性能损失。
  • InnoDB 存储引擎在 分布式事务 的情况下一般会用到 SERIALIZABLE(可串行化) 隔离级别。

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