mysql事务

Posted 2022-10-19 zsql

本篇文章主要从事务的分类，操作，事务隔离级别几个方面进行阐述。

一、概述

事务是数据库系统区别文件系统的一个重要特性。
事务会把数据库从一种状态转为另一种状态。要么都修改，要么都不改。
事务可以是一个简单的sql，也可以是一个复杂的sql，事务是访问并更新数据库中各个数据项的一个程序执行单元

事务的四大特性为ACID，而innodb存储引擎完全符合ACID：

1、原子性(automicity)：指整个数据库事务不可分割。要么都执行，要么都不执行。
2、一致性(consistency)：指事务将数据库从一种状态转为另一种一致的状态，在事务开始前和结束后，数据库完整约束没有被破坏。
3、隔离性(isolation)：（其他称呼：并发控制，可串行化，锁）指各个读写事务对象对其他事务操作相互分离，不可见。
4、持久性(durability)：指事务完成后，其结果是永久的，即使机器宕机，也能够恢复。

二、提交方式

1.显式开启和提交。
       使用begin或者start transaction来显式开启一个事务，显式开启的事务必须使用commit或者rollback显式提交或回滚。几种特殊的情况除外：行版本隔离级别下的更新冲突和死锁会自动回滚。
      在存储过程中开启事务时必须使用start transaction，因为begin会被存储过程解析为begin...end结构块。

2.自动提交。(mysql默认的提交方式)
set autocommit = 0 禁用自动提交
      不需要显式begin或者start transaction来显式开启事务，也不需要显式提交或回滚事务，每次执行DML和DDL语句都会在执行语句前自动开启一个事务，执行语句结束后自动提交或回滚事务

3.隐式提交事务
主要包括如下操作：

1.DDL语句(其中有truncate table)。
2.隐式修改mysql数据库架构的操作:create user,drop user,grant,rename user,revoke,set password。
3.管理语句：analyze table、cache index、check table、load index into cache、optimize table、repair table。

隐式提交的事务不受任何人为控制。truncate不能回滚

三、分类

主要分为如下五类：

1、扁平事务
2、带有保存点的扁平事务
3、链事务
4、嵌套事务
5、分布式事务

3.1、扁平事务
     简单，所有操作都在同一个层次上，由begin work开始，由commit work或者rollback work结束，其操作都是原子的，要么都执行，要么都回滚，扁平事务三种不同的结果，分别是commit，rollback，等待超时。扁平事务的主要限制是不能提交或者回滚一部分，或者分几步提交。

 

3.2、带有保存点的扁平事务
     除了支持扁平事务外，还能在事务的回滚中回滚到一个较早的状态。
     保存点用来记录当前事务的状态，并告知系统。save work命令设置保存点，扁平事务默认有一个保存点1，也就是事务begin的地方，所以当我们设置保存点的时候是从2开始的。保存点在事务内是递增的。可以通过rollback work：2，回到保存点2。事务还处于活动状态，只有执行了rollback work，事务才结束

 

3.3、链事务
    在提交一个事务时，释放不需要的数据对象，将必要处理的上下文隐式的传给下一个要开始的事务， 注意：提交事务操作和下一个事务开始操作合并为一个原子操作，这意味着下一个事务将看到上一个事务的结果。链事务不能随意回滚，只能回滚当前事务，即恢复到最近的一个保存点。链事务在执行commit操作立即释放持有锁，而带有保存点的扁平事务不影响迄今为止持有的锁。链事务的工作方式如下图所示：

 

 

 

3.4、嵌套事务
是一个层次结构框架，由一个顶层事务，控制着各个层次的事务。
嵌套事务是由若干事务组成的一棵树，子树既可以是嵌套事务，也可以是扁平事务
位于根节点的事务为顶层事务，其他为子事务，
子事务可以提交，也可以回滚，提交不会立马生效，要等其父事务提交。也就是要等顶层事务commit，才能保证每个子事务提交生效。
树中任意一个事务的回滚会引起它的所有子事务一同回滚，故子事务只保留了ACI特性，没有D

嵌套事务层次结构图如下图所示：

 

 

3.5、分布式事务
    通常是一个分布式环境下的扁平事务。将多个服务器上的事务(节点)组合形成一个遵循事务特性(acid)的分布式事务。

    innodb提供对XA事务的支持，并通过XA事务来支持分布式事务的实现，分布式事务允许多个独立的事务资源参与到一个全局的事务中。全局事务要求其中的事务要么全部提交，要么全部回滚。在使用分布式事务时，innodb存储引擎必须把事务隔离级别设置为SERIALIZABLE.

XA事务由一个多者多个资源管理器、一个事务管理器以及一个应用程序组成。

资源管理器：提供事务访问资源的方法，通常一个数据库就是一个资源管理器
事务管理器：协调参与全局事务中的各个事务，需要和参与全局事务的所有资源管理器进行通信
应用程序：定义事务的边界，指全局事务中的操作。

   分布式事务采用两段式提交。在第一阶段参与全局事务的节点都开始准备，告诉事务管理器它们准备好了，在第二阶段，事务管理器通知资源管理器执行commit操作或者是rollback操作。

    如上所说的分布式事务是外部事务，在mysql内部还有另外一种分布式事务，存在引擎和插件之间，又或存在引擎和引擎之间，称之为内部XA事务。

   最常见的内部XA事务存在binlog和Innodb引擎之间，在主从复制中，在事务提交时，先写binlog日志，然后在写redo log日志。对上述的两个操作要求原子性，即binlog和redo log必须同时写入，如果binlog先写入了，而在写redo log的时候宕机了，那么slave会接收到master的binlog执行，导致主从不一致，如图下图所示：

 

  如果执行完1,2后，在步骤3之前mysql发生了宕机，同样会导致主从不一致，为了解决这个问题，mysql在binlog和innodb引擎之间增加了内部XA事务。

 当事务提交时，innodb引擎会做一个repeate操作，将事务的xid写入，接着写binlog，如果在写完binlog后宕机了，重启数据库会先检查准备的UXID事务是否提交，若没有，则存储引擎会继续提交一次。如下图所示：

 

 

四、事务控制语句

事务控制语句如下：

mysql默认自动提交事务，set autocommit = 0 禁用自动提交
显示开启事务：begin | start transaction
提交事务：commit | commit work
回滚事务：rollback | rollback work
设置保存点：savepoint identifier
删除保存点：release savepoint identifier
回滚到某个保存点：rollback to [savepoint] identifier
设置事务隔离级别：set transaction :READ UNCOMMITTED, READ COMMITTED, REPEATABLE READ, SERIALIZABLE

commit 和 commit work的区别（由参数completion_type控制）：
completion_type=0：二者完全等价（也是默认方式）
completion_type=1：commit work等同于commit and chain，表示提交当前事务，并马上开启一个相同隔离级别的事务
completion_type=2：commit work等同于commit and release，表示提交事务后，断开与服务器的连接。

rollback和rollback work与commit和commit work的工作一样，不再赘述

五、事务隔离级别

事务隔离级别如下：

1.READ UNCOMMITTED
2.READ COMMITTED
3.REPEATABLE READ
4.SERIALIZABLE

5.1、查看和设置隔离级别

MySQL中默认的隔离级别是repeatable read，innodb存储引擎通过next-key lock解决幻读问题

设置隔离级别：
隔离级别是基于会话设置的，当然也可以基于全局进行设置，设置为全局时，不会影响当前会话的级别。设置的方法是：

set [global | session] transaction isolation level type
type:
read uncommitted | read committed | repeatable read | serializable

或者直接修改变量值：

set @@global.tx_isolation = ‘read-uncommitted‘ | ‘read-committed‘ | ‘repeatable-read‘ | ‘serializable‘
set @@session.tx_isolation = ‘read-uncommitted‘ | ‘read-committed‘ | ‘repeatable-read‘ | ‘serializable‘

查看当前会话的隔离级别：

mysql> select @@tx_isolation;
mysql> select @@global.tx_isolation;

5.2、read uncommitted

     该级别称为未提交读，即允许读取未提交的数据（脏读）。

     在该隔离级别下，读数据的时候不会申请读锁，所以也不会出现查询被阻塞的情况

     该隔离级别问题太多，会导致脏读、丢失的更新、幻影读、读不一致的问题。但由于不申请读锁，从理论上来说，它的并发性是最佳的。所以在某些特殊情况下还是会考虑使用该级别。

5.3、read committed

     允许不可重复读和允许幻读，不可重复读指在一个事务中多次读取同一份数据，在这个事务没有结束过程中，其他事务对这份数据进行了修改，这样就导致这个事务读取到的数据和之前一次的数据是不一样的，这就是不可重复读。

幻读和不可重复读的区别：
不可重复读：A事务在执行过程中，B事务对数据进行了修改或删除，导致A两次读取的数据不一致；重点在于delete和update操作，锁行可以解决问题
幻读：A事务在执行过程中，B事务新增了符合A事务要查询的数据，导致A两次读取的数据不一致；重点在于insert操作，锁表或者锁范围可以解决

5.4、repeatable read

MySQL中repeatable read级别总是会在事务开启的时候读取最新提交的行版本，并将该行版本一直持有到事务结束

innodb存储引擎使用next-key lock算法，它会进行范围锁定。这就避免了幻影读的问题

5.5、serializable

        MySQL中的serializable其实类似于repeatable read，只不过所有的select语句会自动在后面加上lock in share mode。也就是说会对所有的读进行加锁，而不是读取行版本的快照数据，也就不再支持"一致性非锁定读"。这样就实现了串行化的事务隔离：每一个事务必须等待前一个事务(哪怕是只有查询的事务)结束后才能进行哪怕只是查询的操作

 

其他mysql文章请看：MYSQL学习系列

参考：

《msyql技术内幕：innodb存储引擎》

https://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/8997814.html#2-1-