MySQL事务的ACID特性以及并发问题

2023-11-08 09:05:46 浏览数 (1)

专栏持续更新中：MySQL详解

一、事务概念

InnoDB支持事务，而MyISAM不支持事务

一个事务是由一条或者多条对数据库操作的SQL语句所组成的一个不可分割的单元，只有当事务中的所有操作都正常执行完了，整个事 务才会被提交给数据库；如果有部分事务处理失败，那么事务就要回退到最初的状态，因此，事务要么全部执行成功，要么全部失败。

所以记住事务的几个基本概念，如下：

  1. 事务是一组SQL语句的执行，要么全部成功，要么全部失败，不能出现部分成功，部分失败的结果。保证事务执行的原子性
  2. 事务的所有SQL语句全部执行成功，才能提交（commit） 事务，把结果写回磁盘
  3. 事务执行过程中，有SQL出现错误，那么事务必须要回滚（rollback） 到最初的状态

比如转账业务需要多条SQL语句共同完成，只有这些SQL都执行成功才算业务成功了

begin开启事务，如果这2句SQL都成功了，那么commit提交一个事务

如果其中任意一条SQL由于停电，或者服务器出错，导致SQL执行异常，那事务就没有提交，事务会回滚，数据将恢复到事务开始前的状态

这是存储引擎来保证的（redo log和undo log保证的）

查看当前数据库支持的存储引擎

代码语言：javascript复制
show engines;

数据库引擎可以通过命令临时修改，或者通过配置文件永久修改

代码语言：javascript复制
select @@autocommit;

@autocommit为1表示事务自动提交，为0表示事务手动提交

做业务的时候，我们一般会在代码上控制这个变量，一般来说，我们的事务由多条SQL组成，所以我们设置为手动提交。业务都成功，则提交这个事务；如果业务中间出现失败，就回滚1个事务

二、ACID特性

每一个事务必须满足下面的4个特性：

  • 原子性（Atomic）：事务是一个不可分割的整体，事务必须具有原子特性。当修改数据时，要么全执行，要么全不执行，即不允许部分事务完成
  • 一致性（Consistency）：事务执行之前和执行之后，数据库数据必须保持一致性状态。数据库的一致性状态必须由用户来负责，由并发控制机制实现。拿银行转账来说，只有让一个用户的余额减少，又让一个用户的余额增加才能构成一个完整的事务
  • 隔离性（Isolation）：当两个或者多个事务并发执行时，为了保证数据的安全性，将一个事物内部的操作与其它事务的操作隔离起来，不被其它正在执行的事务所看到，使得并发执行的各个事务之间不能互相影响。隔离级别：数据的安全性和事务的并发性。隔离越严格，安全性越高，并发性越低（就是并发控制，保证数据安全）
  • 持久性（Durability）：事务完成（事务commit成功）以后，DBMS保证它对数据库中的数据的修改是永久性的，即使数据库因为故障出错，也应该能够恢复数据

InnoDB 引擎通过什么技术来保证事务的这四个特性的呢？

  • 持久性是通过 redo log （重做日志）来保证的
  • 原子性是通过 undo log（回滚日志） 来保证的
  • 隔离性是通过 MVCC（多版本并发控制） 或锁机制来保证的
  • 一致性则是通过持久性 原子性 隔离性来保证

DB写数据都是先在cache缓存上写的（因为速度快），然后操作系统通过磁盘I/O往磁盘上写，当事务成功提交后，commit就返回了。然后cache再慢慢往磁盘上写数据，这个过程中如果由于不可抗因素中断了，导致缓存上的数据向磁盘上写的时候没写完，那此时数据就丢了。系统重启后MySQL数据库会根据redo log来重新执行这个事务并写入缓存，然后写入磁盘，来保证数据库的持久性。由于用户会写很多数据，所以commit不会等着这些数据从缓存全部写到磁盘再返回，因为要经过磁盘I/O，业务上不可能让用户去等那么长时间

MySQL最重要的是日志，不是数据！

事务的ACD特性由redo log和undo log机制保证，事务的I特性由事务的锁机制来保证，锁粒度越大，事务隔离性越好，安全性越高，并发性越低，效率越低

三、事务并发存在的问题

事务处理如果不经隔离，并发执行事务时通常会发生以下问题：

  • 脏读（Dirty Read）：一个事务读取了另一个事务未commit的数据（处理了一半的数据） 。例如当事务A和事务B并发执行时，当事务A更新后，事务B查询读取到A尚未提交的数据，此时如果事务A rollback了，那事务B读到的数据就不是数据库所存放的数- 据了，而是无效的脏数据(脏读必须杜绝，因为事务没有commit；而不可重复读和幻读不一定出问题，因为事务已经commit）
  • 不可重复读（NonRepeatable Read）：一个事务的操作导致另一个事务前后两次读取到不同的数据 。例如当事务A和事务B并发执行时，当事务B查询读取数据后，事务A update操作更改事务B查询到的数据，此时事务B再次去读该数据，发现前后两次读的数据不一样（事务B读取了事务A已commit的数据）
  • 幻读（Phantom Read）：一个事务的操作导致另一个事务前后两次查询的结果数据量不同。例如 当事务A和事务B并发执行时，当事务B查询读取数据后，事务A新增或者删除了一条满足事务B查询条件的记录，此时事务B再去查询，发现查询到前一次不存在的记录，或者前一次查询的一些记录不见了（事务B读取了事务A新增加的数据或者读不到事务A删除的数据）

在有些场景下，不可重复读和幻读一定程度上是可以允许的，不一定非要杜绝（通过设置不同的隔离级别解决），由应用场景需求决定

  • 脏读举例：张三的账户还剩100块，他同时发起两个事务，事务A转账50，事务B购买价格为80的水杯，事务A现对张三的余额减50，然后给另一个人余额加50。由于没有隔离控制，事务B购买水杯前先读取余额，发现只有50，无法购买茶杯，于是茶杯购买失败。此时事务A执行异常，将张三的余额回滚为事务执行前的状态，余额为100。当前场景中事务B读到了事务A还没有commit的数据50，发生了脏读，任何业务场景下都必须杜绝
  • 不可重复读举例：首先事务B查询余额，发现为100。事务A完成转账50，并且commit，事务B再次查询余额，发现变成了50，在某些业务场景下是可以允许的，不一定非要杜绝
  • 幻读举例：事务B查询年龄为20的人，发现有5个。事务A插入或删除了年龄为20的记录，并且commit，事务B再次查询年龄为20的人，发现已经不是5个人了，幻读也是在某些业务场景下是可以允许的，不一定非要杜绝

四、事务相关命令

查看MySQL是否自动提交事务

1表示自动提交事务，0表示手动提交事务

一般我们业务上如果要考虑到事务处理，我们需要设置为手动提交方式，如果一个事务包含多个SQL，若是自动提交方式，一句SQL执行完就自动提交了，后面的SQL万一执行失败就无法正常rollback，无法保证事务的原子特性

  • BEGIN：开启一个事务
  • COMMIT：提交一个事务
  • ROLLBACK：回滚一个事务到初始的位置
  • SAVEPOINT point1：设置一个名字为point1的保存点
  • ROLLBACK TO point1：事务只回滚到保存点point1，而不是回滚到初始状态
  • SET TRANSACTION_ISOLATION=‘REPEATABLE-READ’：设置事务的隔离级别
  • SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION：查询事务的隔离级别
数据库 mysql 并发 事务 数据

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