深入理解mysql事务

Posted 2021-03-24

做为开发人员对数据库事务应该都不陌生，但是如果知其然而不知其所以然的话，在开发中难免写出来的代码存在bug，本文主要介绍mysql中的事务，重点讲解事务的隔离级别。

1. ACID

1.1 原子性

原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么全部执行，要么全部都不执行。
例如：
begin // 开启事务
A：update user set account=account+1 where id =1;
B：update user set account=account+1 where id =1;
commit
这个事务，执行commit时，在么两条语句都执行成功，如果出错，执行rollback时，两条语句的操作都会回滚到原始状态；

undo log保证原子性
在操作任何数据之前，首先将数据备份到一个地方（这个存储数据的地方就是undo log）。然后进行数据的修改，如果用户出现了错误或者用户执行了rollback语句，系统可用利用undo log中的备份的数据恢复到事务开始之前的状态。
注意：undo log是逻辑日志
可以理解为：

• 当delete一条记录时，undo log中记录一条对应的insert记录
• 当insert 一条记录时，undo log中会记录一条对应的delete记录
• 当update一条记录时，它记录一条对应相反的udpate记录

  1.2 一致性

  事务执行前和事务执行后，数据库的完整性约束不被破坏。即事务的执行是从一个有效状态转移到另一个有效状态；
  例如：
  tom给jack转账50元，如果从tom账户减少后系统故障或其它原因没有给jack加上50元，而事务还没有执行完毕，数据库会将整个转账过程回滚，保证数据的一致性；

  1.3 隔离性

  隔离性是指在并发操作中，不同事务之间应该隔离开来，使每个并发中的事务不会互相干扰；

  1.4 持久化

  一旦事务提交成功，事务中所有的数据操作都必须被持久化保存到数据库中，即使提交事务后，数据库崩溃，在数据库重启时，也必须能保证通过某种机制恢复数据。
  redo log保证持久性
  redo log记录的是新数据的备份，在事务提交前，只要将redo log持久化即可，不需要将数据持久化。当系统崩溃时，虽然数据没有持久化，但是redo log已经持久化，系统可以根据redo log的内容，将所有数据恢复到最新的状态。

  2. 事务引起的问题

  上面介绍了数据库的事务特性，其中隔离性，是我们本文中重点需要解说的，设置不同的数据库事务之间的隔离级别，会解决相应的事务并发问题。那么下面说一下事务都会引起哪些问题：

2.1 脏读

事务A读取到了事务B已经修改但尚未提交的数据，如果事务B回滚，A读取的数据与上次不一致；不符合事务的一致性要求；
例如：A（图左）和B（图右）同时开启事务，A执行如下命令：

用户A并未提交事务，可见在事务B中两次查询的结果已经发生变化，读取了事务A中未提交的数据；

2.2 不可重复读

事务A读取到了事务B已经提交的修改数据，不符合隔离性；

上图可见，事务B读取到了事务A所修改的数据；

2.3 幻读

事务A读取到了事务B提交的新增数据，不符合隔离性；

事务B读取到了事务A提交的新增数据；

3. 深入隔离级别

隔离级别等级：

查看隔离级别：

show variables like ‘%isolation%‘;
SELECT @@GLOBAL.transaction_isolation, @@transaction_isolation;

设置隔离级别：

全局：SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
会话：SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

3.1 读未提交

读未提交是数据库事务隔离级别最低的级别，它任何问题都没有解决；
设置数据库事务隔离级别为读未提交

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;

3.2 读已提交

读已提交它主要解决脏读的问题；
设置数据库事务隔离级别为读已交

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

可以看出，读已提交已经解决了脏读的问题；

3.3 可重复读

设置事务隔离级别：

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

可以看到，就算事务A已经提交，事务B也不会再读到事务A提交的数据；
那么可重复读是否解决了幻读呢？
我们试验一下：

这是怎么回事呢？不是说好的可重复读不会解决幻读的问题吗？为什么这里新插入的数据就是没有在事务B中读取到呢？ （下节解答）

3.4 串行化

串行化就不多说了，它其实是将事务按排队的处理方式，但是这样会使事务非常低率的。

4. mysql的MVCC

我们先来看个示例：

从上面的执行过程可以看出，在A事务提交之后，B事务虽然执行查询时没有 问题，但是在B事务执行更新之后，再查询时，账户直接少了100；这是为什么呢?

1) MVCC原理

InnoDB的MVCC通过每行记录后面的两个隐藏字段来实现的，创建时的版本号和删除时的版本号。每个事务开始版本号都会递增。
SELECT：

• 查找版本早于当前事务版本的数据行，即，行的系统版本号小于或等于事务的系统版本号，这样可以确保事务读取的行，是在事务开始之前已经存在的或者自身事务操作过的。
• 行的删除版本，要么未定义，要么大于当前事务版本号，这样可以确保事务读取到的行，在事务开始之前未被删除；
  INSERT：
  为插入的每一行保存当前系统版本号作为行的版本号；
  DELETE：
  删除的每行保存当前系统版本号作为删除标记；
  UPDATE：
  插入一行新记录，保存当前系统版本号为行版本号，同时，保存当前系统版本号到原来的行的删除标识；

2) 快照读和当前读

快照读：
读取的是快照版本，也就是历史版本；普通的select就是快照读
当前读：
读取的是最新版本，update、delete、insert、select...lock in share mode、select ... for update是当前读；

3.3节疑惑解答
事务A执行更新之后，提交了事务，而事务B再执行更新的时候，它其实是一个当前读，能够读取到最新的已经被事务A修改后的数据（前提事务A已经提交）。

3) undo log中的版本链及ReadView

这块内容比较复杂，可以参考：
https://blog.csdn.net/shenchaohao12321/article/details/92801779