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mysql事务机制

2024-02-01 02:34:58阅读 1

一、事务的基本要素(ACID)
1、原子性(Atomicity)
2、一致性(Consistency)
3、隔离性(Isolation)
4、持久性(Durability)

二、事务的并发问题
  1、脏读:事务A读取了事务B更新的数据,然后B回滚操作,那么A读取到的数据是脏数据
  2、不可重复读:事务 A 多次读取同一数据,事务 B 在事务A多次读取的过程中,对数据作了更新并提交,导致事务A多次读取同一数据时,结果 不一致。
  3、幻读:系统管理员A将数据库中所有学生的成绩从具体分数改为ABCDE等级,但是系统管理员B就在这个时候插入了一条具体分数的记录,当系统管理员A改结束后发现还有一条记录没有改过来,就好像发生了幻觉一样,这就叫幻读。
  小结:不可重复读的和幻读很容易混淆,不可重复读侧重于修改,幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行,解决幻读需要锁表

SQL 标准定义了四种隔离级别,MySQL 全都支持。这四种隔离级别分别是:
读未提交(READ UNCOMMITTED)
读提交 (READ COMMITTED)
可重复读 (REPEATABLE READ)
串行化 (SERIALIZABLE)
从上往下,隔离强度逐渐增强,性能逐渐变差。采用哪种隔离级别要根据系统需求权衡决定,其中,可重复读是 MySQL 的默认级别。

查看、修改事物隔离级别

SELECT @@tx_isolation;
show variables like 'tx_isolation';

修改隔离级别的语句是:set [作用域] transaction isolation level [事务隔离级别],
SET [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE}。

其中作用于可以是 SESSION 或者 GLOBAL,GLOBAL 是全局的,而 SESSION 只针对当前回话窗口。隔离级别是 {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE} 这四种,不区分大小写。

读未提交
MySQL 事务隔离其实是依靠锁来实现的,加锁自然会带来性能的损失。而读未提交隔离级别是不加锁的,所以它的性能是最好的,没有加锁、解锁带来的性能开销。但有利就有弊,这基本上就相当于裸奔啊,所以它连脏读的问题都没办法解决。
任何事务对数据的修改都会第一时间暴露给其他事务,即使事务还没有提交。

读提交
既然读未提交没办法解决脏数据问题,那么就有了读提交。读提交就是一个事务只能读到其他事务已经提交过的数据,也就是其他事务调用 commit 命令之后的数据。那脏数据问题迎刃而解了。
读提交事务隔离级别是大多数流行数据库的默认事务隔离界别,比如 Oracle,但是不是 MySQL 的默认隔离界别。
同样开启事务A和事务B两个事务,在事务A中使用 update 语句将 id=1 的记录行 age 字段改为 10。此时,在事务B中使用 select 语句进行查询,我们发现在事务A提交之前,事务B中查询到的记录 age 一直是1,直到事务A提交,此时在事务B中 select 查询,发现 age 的值已经是 10 了。
这就出现了一个问题,在同一事务中(本例中的事务B),事务的不同时刻同样的查询条件,查询出来的记录内容是不一样的,事务A的提交影响了事务B的查询结果,这就是不可重复读,也就是读提交隔离级别。

每个 select 语句都有自己的一份快照,而不是一个事务一份,所以在不同的时刻,查询出来的数据可能是不一致的。
读提交解决了脏读的问题,但是无法做到可重复读,也没办法解决幻读。

可重复读
可重复是对比不可重复而言的,上面说不可重复读是指同一事物不同时刻读到的数据值可能不一致。而可重复读是指,事务不会读到其他事务对已有数据的修改,及时其他事务已提交,也就是说,事务开始时读到的已有数据是什么,在事务提交前的任意时刻,这些数据的值都是一样的。但是,对于其他事务新插入的数据是可以读到的,这也就引发了幻读问题。

幻读

要说明的是,当你在 MySQL 中测试幻读的时候,并不会出现上图的结果,幻读并没有发生,MySQL 的可重复读隔离级别其实解决了幻读问题,这会在后面的内容说明

串行化
串行化是4种事务隔离级别中隔离效果最好的,解决了脏读、可重复读、幻读的问题,但是效果最差,它将事务的执行变为顺序执行,与其他三个隔离级别相比,它就相当于单线程,后一个事务的执行必须等待前一个事务结束。
MySQL 中是如何实现事务隔离的
首先说读未提交,它是性能最好,也可以说它是最野蛮的方式,因为它压根儿就不加锁,所以根本谈不上什么隔离效果,可以理解为没有隔离。
再来说串行化。读的时候加共享锁,也就是其他事务可以并发读,但是不能写。写的时候加排它锁,其他事务不能并发写也不能并发读。
最后说读提交和可重复读。这两种隔离级别是比较复杂的,既要允许一定的并发,又想要兼顾的解决问题。
实现可重复读
为了解决不可重复读,或者为了实现可重复读,MySQL 采用了 MVVC (多版本并发控制) 的方式。

实现可重复读
在上面介绍读提交和可重复读的时候都提到了一个词,叫做快照,学名叫做一致性视图,这也是可重复读和不可重复读的关键,可重复读是在事务开始的时候生成一个当前事务全局性的快照,而读提交则是每次执行语句的时候都重新生成一次快照。
并发写问题
假设事务A执行 update 操作, update 的时候要对所修改的行加行锁,这个行锁会在提交之后才释放。而在事务A提交之前,事务B也想 update 这行数据,于是申请行锁,但是由于已经被事务A占有,事务B是申请不到的,此时,事务B就会一直处于等待状态,直到事务A提交,事务B才能继续执行,如果事务A的时间太长,那么事务B很有可能出现超时异常。
解决幻读
并发写问题的解决方式就是行锁,而解决幻读用的也是锁,叫做间隙锁,MySQL 把行锁和间隙锁合并在一起,解决了并发写和幻读的问题,这个锁叫做 Next-Key锁。

假定表中有两条记录,并且 age 字段已经添加了索引,两条记录 age 的值分别为 10 和 30

此时,在数据库中会为索引维护一套B+树,用来快速定位行记录。B+索引树是有序的,所以会把这张表的索引分割成几个区间。

在事务A提交之前,事务B的插入操作只能等待,这就是间隙锁起得作用。当事务A执行update user set name='风筝2号’ where age = 10; 的时候,由于条件 where age = 10 ,数据库不仅在 age =10 的行上添加了行锁,而且在这条记录的两边,也就是(负无穷,10]、(10,30]这两个区间加了间隙锁,从而导致事务B插入操作无法完成,只能等待事务A提交。

总结1
MySQL 的 InnoDB 引擎才支持事务,其中可重复读是默认的隔离级别。
读未提交和串行化基本上是不需要考虑的隔离级别,前者不加锁限制,后者相当于单线程执行,效率太差。
读提交解决了脏读问题,行锁解决了并发更新的问题。并且 MySQL 在可重复读级别解决了幻读问题,是通过行锁和间隙锁的组合 Next-Key 锁实现的。

总结2
1 InnoDB 支持表锁和行锁,使用索引作为检索条件修改数据时采用行锁,否则采用表锁。
2 InnoDB 自动给修改操作加锁,给查询操作不自动加锁
3 行锁可能因为未使用索引而升级为表锁,所以除了检查索引是否创建的同时,也需要通过explain执行计划查询索引是否被实际使用。
4 行锁相对于表锁来说,优势在于高并发场景下表现更突出,毕竟锁的粒度小。
5 当表的大部分数据需要被修改,或者是多表复杂关联查询时,建议使用表锁优于行锁。
6 为了保证数据的一致完整性,任何一个数据库都存在锁定机制。锁定机制的优劣直接影响到一个数据库的并发处理能力和性能。

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