Innodb事务的一些概念
- 2019 年 11 月 6 日
- 筆記
事务简介
事务是由一系列SQL组成的逻辑处理单元，要么全'部'执行，要么全'不'执行。事务具有四个属性，也就是常说的ACID属性，分别代表原子性，一致性，隔离性和持久性，再重新巩固一下吧：
原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作单元，其对数据的修改，要么全都执行，要么全都不执行。
一致性（Consistent）：在事务开始和完成时，数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改，以保持数据的完整性；事务结束时，所有的内部数据结构（如B树索引或双向链表）也都必须是正确的。
隔离性（Isolation）：数据库系统提供一定的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程中的中间状态对外部是不可见的，反之亦然。
持久性（Durable）：事务完成之后，它对于数据的修改是永久性的，即使出现系统故障也能够保持。
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并发事务带来的问题
事务的运行经常是并发的，因为并发的事务执行效率高于串行执行，然而，并发事务处理也带来了一些其他的问题。
更新丢失（Lost Update）：当两个或多个事务选择同一行，然后基于最初选定的值更新该行时，由于每个事务都不知道其他事务的存在，就会发生丢失更新问题－－最后的更 新覆盖了由其他事务所做的更新。例如，两个编辑人员制作了同一文档的电子副本。每个编辑人员独立地更改其副本，然后保存更改后的副本，这样就覆盖了原始文 档。最后保存其更改副本的编辑人员覆盖另一个编辑人员所做的更改。如果在一个编辑人员完成并提交事务之前，另一个编辑人员不能访问同一文件，则可避免此问 题。
脏读（Dirty Reads）：一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务完成并提交前，这条记录的数据就处于不一致状态；这时，另一个事务也来读取同一条记录，如果不加 控制，第二个事务读取了这些“脏”数据，并据此做进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做"脏读"。
不可重复读（Non-Repeatable Reads）：一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了！这种现象就叫做“不可重复读”。
幻读（Phantom Reads）：一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据，这种现象就称为“幻读”。
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事务的隔离级别
在上面讲到的并发事务处理带来的问题中，“更新丢失”通常是应该完全避免的。但防止更新丢失，并不能单靠数据库事务控制器来解决，需要应用程序对要更新的数据加必要的锁来解决，因此，防止更新丢失应该是应用的责任。
“脏读”、“不可重复读”和“幻读”，其实都是数据库读一致性问题，必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。数据库实现事务隔离的方式，基本上可分为以下两种。
一种是在读取数据前，对其加锁，阻止其他事务对数据进行修改。
另一种是不用加任何锁，通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照（Snapshot)，并用这个快照来提供一定级别（语句级或事务级）的一 致 性读取。从用户的角度来看，好像是数据库可以提供同一数据的多个版本，因此，这种技术叫做数据多版本并发控制（MultiVersion Concurrency Control，简称MVCC或MCC），也经常称为多版本数据库。
数据库的事务隔离越严格，并发副作用越 小，但付出的代价也就越大，因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上 “串行化”进行，这显然与“并发”是矛盾的。同时，不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的，比如许多应用对“不可重复读”和“幻读”并不敏 感，可能更关心数据并发访问的能力。
为了解决“隔离”与“并发”的矛盾，ISO/ANSI SQL92定义了4个事务隔离级别，每个级别的隔离程度不同，允许出现的副作用也不同，应用可以根据自己的业务逻辑要求，通过选择不同的隔离级别来平衡 “隔离”与“并发”的矛盾。下面的表很好地概括了这4个隔离级别的特性。
需要注意的是，在读数据的一致性方面，读未提交是最低级别，只能保证不读取物理上损坏的数据，不可重复读是语句级别，可重复度是事务级别，而序列化、也叫串行化是最高级别。mysql默认的事务隔离级别为repeatable-read，可以通过下面的方法查看：
mysql> select @@tx_isolation; +-----------------+ | @@tx_isolation | +-----------------+ | REPEATABLE-READ | +-----------------+ 1 row in set, 1 warning (0.03 sec)
关于事务概念的介绍大概就这么多，最后补充几个需要关注的点：
1、事务隔离级别为读提交时，写数据只会锁住相应的行
2、事务隔离级别为可重复读时，如果检索条件有索引（包括主键索引）的时候，默认加锁方式是next-key 锁；如果检索条件没有索引，更新数据时会锁住整张表。一个间隙被事务加了锁，其他事务是不能在这个间隙插入记录的，这样可以防止幻读。
3、事务隔离级别为串行化时，读写数据都会锁住整张表
4、隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。
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MySQL中事务的处理语法
事务控制语句：
BEGIN或START TRANSACTION；显式地开启一个事务；
COMMIT；也可以使用COMMIT WORK，不过二者是等价的。COMMIT会提交事务，并使已对数据库进行的所有修改成为永久性的；
ROLLBACK；有可以使用ROLLBACK WORK，不过二者是等价的。回滚会结束用户的事务，并撤销正在进行的所有未提交的修改；
SAVEPOINT identifier；SAVEPOINT允许在事务中创建一个保存点，一个事务中可以有多个SAVEPOINT；
RELEASE SAVEPOINT identifier；删除一个事务的保存点，当没有指定的保存点时，执行该语句会抛出一个异常；
ROLLBACK TO identifier；把事务回滚到标记点；
SET TRANSACTION；用来设置事务的隔离级别。InnoDB存储引擎提供事务的隔离级别有READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ和SERIALIZABLE。
MYSQL 事务处理主要有两种方法：
1、用 BEGIN, ROLLBACK, COMMIT来实现
BEGIN 开始一个事务
ROLLBACK 事务回滚
COMMIT 事务确认
2、直接用 SET 来改变 MySQL 的自动提交模式:
SET AUTOCOMMIT=0 禁止自动提交
SET AUTOCOMMIT=1 开启自动提交
最后给出一个测试用例用来方便理解：
mysql> use test_db; Database changed mysql> CREATE TABLE tbl_test( id int(5)) engine=innodb; # 创建数据表 Query OK, 0 rows affected (0.04 sec) mysql> select * from tbl_test; Empty set (0.01 sec) mysql> begin; # 开始事务 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> insert into tbl_test values (5); Query OK, 1 rows affected (0.01 sec) mysql> insert into tbl_test values (6); Query OK, 1 rows affected (0.00 sec) mysql> commit; # 提交事务 Query OK, 0 rows affected (0.01 sec) mysql> select * from tbl_test; +------+ | id | +------+ | 5 | | 6 | +------+ 2 rows in set (0.01 sec) mysql> begin; # 开始事务 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> insert into tbl_test values(7); Query OK, 1 rows affected (0.00 sec) mysql> rollback; # 回滚 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from tbl_test; # 因为回滚所以数据没有插入 +------+ | id | +------+ | 5 | | 6 | +------+ 2 rows in set (0.01 sec)
后续还将用一篇文章对事务的四种隔离级别做相应的示例说明。
