MySQL数据库事务剖析

Posted 2020-08-22 成风魄郎

mysql数据库事务剖析

事务就是一组原子性的SQL查询，是一个独立的执行单元。事务内的语句，要么全部执行成功，要么全部执行失败。

1、事务的标准特征

一个运行良好的事务处理系统，必须具备原子性、一致性、隔离性、持久性。

原子性：一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元，这个事务的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚。

一致性：数据库总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性状态。比如在一个事务中执行一组sql，其中一个执行失败，因为事务最终没有提交，所以事务中所做的修改也不会保存到数据库中。

隔离性：通常来说，一个事务所做的修改在最终提交之前，对其他事务是不可见的。 

持久性：一旦事务提交，则其所做的修改就会永久保存到数据库中。

2、隔离级别

     在SQL标准中定义了四种隔离级别，每一种级别都规定了一个事务中所做的修改，哪些在事务内和事务间是可见的，哪些是不可见的。较低级别的隔离通常可以执行更高的并发，系统的开销也更低。

未提交读：

        在此级别中，事务中的修改，即使没有提交，对其他事务也都是可见的。事务可以读取未提交的数据，这也被称为脏读。

提交读：

        此级别是大多数数据库系统的默认隔离级别。此级别满足前面提到的隔离性的简单定义：一个事务开始时，只能看见已经提交的事务所做的修改。换言之，一个事务从开始直到提交之前，所做的任何修改对其他事务都是不可见的。这个级别有时候也叫做不可重复读。比如：A事务第一次读取数据，然后B事务更改该数据并提交，A事务再次读取数据，两次读取的数据不一样。

可重复读：

       此级别是MySQL的默认级别。基于提升并发性能的考虑，MySQL的InnoDB存储引擎实现的都不是简单的行级锁，而是多版本并发控制（MVCC），MVCC可以被认为是行级锁的变种，但是它却避免了很多情况下的加锁操作，因此开销更低。MVCC 的实现是通过保存数据在某个时l同点的快照来实现的。InnoDB的MVCC是通过在每行记录后面保存两个隐藏 的列来实现的。这两个列，一个保存了行的创建时间 ，一个保存行的过期时间 （或删除时间）。有赖于MVCC，同一个事务中的查询只能返回版本号不高于当前事务版本的数据，即事务只能看到该事务开始前或者被该事物影响的数据。即防止了不可重复读的发生。

  依靠上面的机制，已经做到了在事务内数据内容的不变，但是不能保证多次查询得到的数据数量一致。因为在一个事务执行的过程中别的事务完全可以执行数据插入，当插入了刚好符合查询条件的数据时，就会引发数据查询结果集增加，引发幻读。InnoDB提供的间隙锁机制可以在一定程度上防止幻读的发生。

可串行化：

    此级别是最高的隔离级别，它通过强制事务串行执行，避免了前面所说的幻读的问题。简单地说，可串行化会在读取地每一行数据上加锁，所以可能导致大量的超时和锁争用的问题。实际应用中很少用到此级别。

3、死锁

　　死锁是两个或者多个事务在同一个资源上互相占用，并请求锁定对方占用的资源，从而导致恶性循坏的过程。当多个事务试图以不同的顺序锁定资源时，就可能会产生死锁。如下所示：

事务A：

事务B：

       如果两个事务都执行了第一条update语句，更新了一行数据，同时锁定了该行数据，然后这两个事务又尝试去执行第二个update语句，但是发现该行数据已经被对方锁定，然后都等待对方释放锁，同时持有对方需要的锁，则陷入死循环。死锁发生以后只有部分或完全回滚一个事务才能打破死锁。

       为解决死锁，数据库往往会实现各种死锁检测和死锁超时机制。

4、事务日志

        事务日志可以提高事务的效率。使用事务日志，存储引擎在修改表的数据时，只需要修改其内存拷贝，再把该修改行为持久化到磁盘上的事务日志中，而不需要每次都将数据持久到磁盘。事务日志采用追加的方式，写日志的操作是磁盘上一小块区域内的顺序IO，而不像随机IO需要在磁盘的多个地方移动磁头。事务日志持久化以后，内存中被修改的数据被慢慢刷回磁盘。这种方式称为预写式日志，Innodb通过此方式来保证事务的完整性。

      如果数据的修改被持久化到事务日志，而数据本身还没有被写回磁盘，此时系统崩溃，则存储引擎存重启以后会自动恢复这部分被修改的数据。

      Innodb事务日志包括：重做日志redo和回滚日志undo。

      Redo记录的是已经全部完成的事务，就是执行了commit的事务，记录文件是ib_logfile0 ib_logfile1。Undo记录的是已部分完成并且写入硬盘的未完成的事务，默认情况下回滚日志是记录下表空间中的。

       一般情况下，mysql在崩溃之后，重启服务，innodb通过回滚日志undo将所有已完成并写入磁盘的未完成事务进行rollback，然后redo中的事务全部重新执行一遍即可恢复数据。

 

5、MySQL事务处理的方法

（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

如下图所示：

（2）、默认采用自动提交模式

        如果不是显式的开启一个事务，则每个查询都当作一个事务执行提交操作。在当前连接中可以通过设置variables来启用或者禁用自动提交模式。

         查看当前系统的自动提交是否开启： show variables like "autocommit%"; 

如上图所示：1或者ON表示启用，0或者OFF表示禁用。

我们可以通过

set autocommit=0   禁止自动提交

set autocommit=1 开启自动提交

来实现事务的处理。

如下图所示：