数据库事务那些事儿

Posted 2021-04-21 小新成长之路

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了数据库事务那些事儿相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

数据库事务原理

天天撸业务代码，很少有时间去关注底层如何实现，因为平时工作中，常用的技术框架（SSM或者SSH框架、服务化、缓存、数据库中间件、消息中间件等）都已经被封装好了，从而程序员只需要关注业务需求如何实现，在搭建好的框架模板里编码业务代码即可。但是，想要提升自己的话，就需要去关注更多的技术细节和底层原理及实现。本文主要是自己学习数据库事务的笔记（基于mysql数据库），包括事务的特性和隔离级别的定义及应用，特此记录，加深理解。

事务概念

什么是事务？数据库中一系列数据操作命令构成的集合，这个集合是一个单元体，称之为事务，构成该集合的命令全部执行成功则全部提交，只要有一条不成功则全部回滚。
数据库并发产生的问题数据库的基本操作包括：查询、插入、修改、删除，可单条或者批量的执行数据操作如果单线程的对数据库做这些操作总能得到正确的结果，然而目前应用中对关系型数据库的操作基本都是多线程，如果这些操作并发执行不加以控制的话会产生许多意想不到的问题，主要表现问题如下：

脏读
两个事务T1、T2并发的对同一条数据执行操作，其中T2更新了该条数据还未提交，然后T1读取到了T2更新后的结果，但是T2由于异常或其他原因导致了事务回滚，那么对于T1来说读取到的数据就是无效的，称之为脏数据。
不可重复读
在事务T1中多次读取某条记录，在T1读取期间，另外一个事务T2对该条数据进行了修改并提交，然后造成T1中多次读取的结果不一致。
幻读
事务T1执行条件查询结果集，事务T2插入了新的记录（或者删除了记录），然后T1再次查询结果集的时候发现多了几条数据（或者少了几条数据），在事务T1中发现多次读取结果集返回的行数不一样，像是产生了幻觉一样，这种场景叫做幻读。

注意： 脏读和 不可重复读都是返回结果不一致，但是脏读是事务还未提交，不可重复读是事务已经提交了。不可重复读和 幻读也是返回结果不一致，他们明显的区别就是：不可重复读是针对更新的操作，而幻读主要是插入或删除影响行数的操作。

事务特性

事务的特性也称为事务的基本要素（也简称为ACID），有以下几点：

原子性(Atomicity)
事务开始后的所有数据操作构成一个整体，全部执行成功则提交，只要有一条执行不成功则回滚，即要么全做，要么全不做。
一致性(Consistency)
事务操作开始前和事务结束后，数据库中的数据必须保持完整性，数据结构也不能被破坏。
隔离性(Isolation)
多个事务之间是相互隔离的，彼此之间的操作独立执行不会相互影响。
持久性(Durability)
事务操作完成提交后，对数据的修改是永久性的保存到数据库中，即使数据集发生故障，这些数据都是可以恢复的。

事务隔离级别

事务具有隔离性，多个事务并发执行互不影响。但是如果串行的执行，会降低资源的利用率，达不到高并发的要求，因此在数据一致性和系统吞吐量之间需要做一个权衡。

sql标准定义了不同的隔离级别，从低到高依次是：

读未提交（Read uncommitted）
这个隔离级别，使得所有事务都能看到其他事务更新未提交的执行结果，称之为“脏读”，不能解决上述数据库并发产生的任何问题，这种级别在实际应用中特别少。
读提交（Read committed）
这个隔离级别使得不同事务之间未提交前只能看到自己的操作结果，只有提交后才能对其他事务可见，解决了“脏读”的问题，但是未解决“不可重复读”的问题。oracle数据库就是默认采用这个隔离级别。
可重复读（Repeatable read）
可重复读确保了在同一事务中多次的读取结果是相同的，解决了“脏读”、“不可重复读”的问题，但是并未解决“幻读”的问题。这是mysql的默认隔离级别，但是mysql使用的innodb存储引擎通过多版本并发控制MVCC（multiversion concurrency control）机制解决了幻读的问题。
串行化（Serializable）
这是最高级的隔离级别，使得所有操作在数据库排队单线程的执行，解决了“脏读”、“不可重复读”、“幻读”的问题，这种级别使得多线程操作时数据库锁竞争较严重，性能较低。

事务的隔离级别越高，安全性越强，并发能力越低，各隔离级别解决多事务下产生的不同问题如下：

隔离级别	脏读可能性	不可重复读可能性	幻读可能性
读未提交（Read uncommitted）	是	是	是
读提交（Read committed）	否	是	是
可重复读（Repeatable read）	否	否	是
串行化（Serializable）	否	否	否

注意：mysql的可重复读（Repeatable read）使用mvcc解决了幻读的问题。

mysql数据库事务

隔离级别

本次使用的mysql版本为5.5.28，默认使用的隔离级别是：REPEATABLE-READ。

 
   
   
 
  
    
    
  select @@version;
  
    
    
  show variables like '%isolation%';
  
    
    
  select @@global.tx_isolation, @@tx_isolation;

数据库事务那些事儿

mysql全局配置事务隔离级别

windows环境在mysql的配置文件为mysql安装目录my.ini文件
linux在/etc/my.cnf,如果没有就新建一个文件

Windows和linux都是在[mysqld]下加上一句：

transaction-isolation = REPEATABLE-READ（或者READ-UNCOMMITTED,READ-COMMITTED, REPEATABLE-READ, or SERIALIZABLE）注意：修改mysql配置文件后需要重启才能生效

mysql事务语法

 
   
   
 
  
    
    
  mysql可以使用help transaction;查看语法
  
    
    
  Syntax:
  
    
    
  SET [GLOBAL | SESSION] TRANSACTION
  
    
    
      transaction_characteristic [, transaction_characteristic] ...
  
    
    
  

  
    
    
  transaction_characteristic:
  
    
    
      ISOLATION LEVEL level
  
    
    
    | READ WRITE
  
    
    
    | READ ONLY
  
    
    
  

  
    
    
  level:
  
    
    
       REPEATABLE READ
  
    
    
     | READ COMMITTED
  
    
    
     | READ UNCOMMITTED
  
    
    
     | SERIALIZABLE
  
    
    
  

  
    
    
  To set the global default isolation level at server startup, use the
  
    
    
  --transaction-isolation=level option to mysqld on the command line or
  
    
    
  in an option file. Values of level for this option use dashes rather
  
    
    
  than spaces, so the permissible values are READ-UNCOMMITTED,
  
    
    
  READ-COMMITTED, REPEATABLE-READ, or SERIALIZABLE. For example, to set
  
    
    
  the default isolation level to REPEATABLE READ, use these lines in the
  
    
    
  [mysqld] section of an option file:
  
    
    
  [mysqld]
  
    
    
  transaction-isolation = REPEATABLE-READ
  
    
    
  

  
    
    
  SELECT @@GLOBAL.transaction_isolation, @@transaction_isolation;
  
    
    
  SET GLOBAL transaction_isolation='REPEATABLE-READ';
  
    
    
  SET SESSION transaction_isolation='SERIALIZABLE';

mysql事务自动提交

查看事务是否自动提交：show variables like 'autocommit'; 设置事物不自动提交：set autocommit=0; 或者全局不自动提交：set global autocommit=0;（0:手动提交，1：自动提交）

注意：修改mysql配置文件后需要重启才能生效

隔离级别实例

创建一张测试用表：

 
   
   
 
  
    
    
  create table user_balance(
  
    
    
  id int not null auto_increment,
  
    
    
  user_name varchar(64),
  
    
    
  balance decimal(18,2),
  
    
    
  primary key (id)
  
    
    
  ) ENGINE=InnoDB  DEFAULT CHARSET=utf8

初始化3条数据

 
   
   
 
  
    
    
  insert into user_balance(user_name,balance) values('zhangsan',100);
  
    
    
  insert into user_balance(user_name,balance) values('lisi',200);
  
    
    
  insert into user_balance(user_name,balance) values('wangwu',300);

数据库事务那些事儿下列操作前最好确认事务不自动提交

mysql的配置文件[mysqld]下加一句：init_connect='SET autocommit=0'（mysql5.5以上）、autocommit=0（mysql5.5）

1. 读未提交

mysql的配置文件[mysqld]配置：transaction-isolation = READ-UNCOMMITTED

客户端1设置事务隔离级别为读未提交并开启事务查询数据
客户端2设置事务隔离级别为读未提交并开启事务修改数据，暂不提交
客户端1再次查询数据，发现读取到了客户端2修改且未提交的数据
客户端2回滚事务，这时客户端1已经读取的数据其实就是脏数据了

这时在客户端1继续更新操作，使用的不是客户端1刚查出来的余额50，而是客户端2回滚后的余额100，要想解决这个问题，可以使用读提交这个隔离级别数据库事务那些事儿

2. 读提交

mysql的配置文件[mysqld]配置：transaction-isolation = READ-COMMITTED

客户端1设置事务隔离级别为读提交并开启事务查询数据

数据库事务那些事儿

客户端2设置事务隔离级别为读提交并开启事务修改数据，暂不提交
这时客户端1查询不到客户端2修改的数据，说明读提交这个隔离级别解决了脏读的问题
客户端2事务提交
客户端1继续查询，发现与上一次查询的结果不同，说明读取到了客户端2提交的数据，但是产生了不可重复读的问题

3. 可重复读

mysql的配置文件[mysqld]配置：transaction-isolation = REPEATABLE-READ

客户端1开启事务并查询数据
客户端2开启事务并修改数据并提交
客户端1再次查询，结果没有改动，没有出现不可重复读问题
客户端1接着执行更新操作，数据一致性没有被破坏，可重复读的隔离级别下使用了MVCC机制，select操作不会更新版本号，是快照读（历史版本）；insert、update和delete会更新版本号，是当前读（当前版本）。

数据库事务那些事儿

在客户端2插入一条记录并提交

数据库事务那些事儿

在客户端1中查询所有记录，并没有查出客户端2新增的数据，说明没有出现幻读（mysql的可重复读解决了幻读的问题）
4. 串行化
mysql的配置文件[mysqld]配置：transaction-isolation = SERIALIZABLE
客户端1开启事务并查询
客户端2开启事务并插入数据，需要等待客户端1释放锁，若未释放锁则超时
客户端1释放锁后客户端2才能插入数据并提交
客户端1等待客户端2提交完成后可查看数据