MySQL事务以及并发访问隔离级别

MySQL事务以及并发问题

  • 事务
    • 1.什么是事务
    • 2.MySQL如何开启事务
    • 3.事务提交方式
    • 4.事务原理
    • 5.事务的四大特性（ACID）
  • 事务并发问题
    • 1.并发引起的三个问题
    • 2.事务隔离级别

事务

在 MySQL 中，事务支持是在引擎层实现的。MySQL 是一个支持多引擎的系统，但并不是所有的引擎都支持事务。比如 MySQL 原生的 MyISAM 引擎就不支持事务，下面介绍是以InnoDB 引擎来的。

1.什么是事务

在实际的业务开发中，有些业务操作要多次访问数据库。一个业务要发送多条SQL语句给数据库执行。需要将多次访问数据库的操作视为一个整体来执行，要么所有的SQL语句全部执行成功。如果其中有一条SQL语句失败，就进行事务的回滚，所有的SQL语句全部执行失败。

简而言之，事务指的是逻辑上的一组操作,组成这组操作的各个单元要么全都成功,要么全都失败。

eg: 银行转账事务
	用户A向用户B转200块钱（事务包含两条sql语句）；
	无异常发生状况下，A账户减掉200块钱，B账户增加200块钱；
	如果发生异常导致A账户扣掉钱，而B账户没有收到钱。或者A账户没有扣钱，但B账户收到钱了。这显然不符合业务逻辑；

注：在数据库中查询不会涉及到使用事务，事务都是 增删改。

2.MySQL如何开启事务

MySQL事务有关的SQL语句：

SQL语句描述
start transaction;开启手动控制事务
commit;提交事务
rollback;回滚事务

# 创建一个表：账户表.
create database transaction_test; 
# 使用数据库
use transaction_test;
# 创建账号表
create table account(
	id int primary key auto_increment,
	name varchar(20),
	money double
);
# 初始化数据
insert into account values (null,'A',1000); 
insert into account values (null,'B',1000);

案例演示1：需求：演示提交事务，a给b转账200元。（成功）

-- 需求：A给B转账200元(演示提交事务)
-- 1.开启事务
start transaction;
-- 2.执行一组sql语句
-- 2.1 A账户扣去200
update account set money=money-200 where name='A';
-- 2.2 B账户添加200
update account set money=money+200 where name='B';
-- 3.提交事务（使sql生效）
commit;

案例演示2：演示回滚事务，a给b转账200元。（失败）

MySQL本身无法演示出现异常的状况

-- 需求：A给B转账200元(演示回滚事事务)
-- 1.开启事务
start transaction;
-- 2.执行一组sql语句
-- 2.1 A账户扣去200
update account set money=money-200 where name='A';

# 假设A给B转账中间发生异常，之后选择回滚sql语句

-- 2.2 B账户添加200
update account set money=money+200 where name='B';
-- 3.回滚事务（撤销sql语句）
rollback;

3.事务提交方式

自动提交事务（MySQL默认的事务操作方式）

手动提交事务（上方例子）

MySQL的每一条DML(增删改)语句都是一个单独的事务，每条语句都会自动开启一个事务，执行完毕自动提交事务。

MySQL默认开始自动提交事务。如果我们想将几条DML语句视为同一个事务，需要开启手动提交事务。比如上面的转账案例

  • 如果我们想修改MySQL默认事务方式，将其改为手动提交。可以使用下面命令

    • -- 查看当前autocomit模式
show variables like %commit%;


    • -- 设置自动提交的参数为OFF:
set autocommit = 0;  -- 0:OFF  1:ON

      注：设置autocommit为off状态，只是临时性的，下次重新连接MySQL，autocommit依然变为on状态。

4.事务原理

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  1. 一个用户登录成功以后，服务器会创建一个临时日志文件。日志文件用来保存用户事务状态。
  2. 如果没有使用事务，则所有的操作直接写到数据库中，不会使用日志文件。
  3. 如果开启事务，将所有的写操作写到日志文件中。
  4. 如果这时用户提交了事务，则将日志文件中所有的操作写到数据库中。
  5. 如果用户回滚事务，则日志文件会被清空，不会影响到数据库的操作。

5.事务的四大特性（ACID）

1、隔离性（Isolation）

  • 多个用户并发的访问数据库时，一个用户的事务不能被其他用户的事务干扰，多个并发的事务之间要相互隔离。

  • 一个事务的成功或者失败对于其他的事务是没有影响。2个事务应该相互独立。

eg：
a 给b转账 -----> 叫做事务A
c 给d 转账 -----> 叫做事务B
事务A和事务B之间不会相互影响。

2、持久性（Durability）

  • 指一个事务一旦被提交，它对数据库的改变将是永久性的，哪怕数据库发生异常，重启之后数据亦然存在。
eg：A=1000、B=1000转账
    开启事务
    A-200
    B+200
    提交
结果： A 800 B 1200
即使事务提交以后再发生异常，A和B的数据依然不会变。A就是800,B就是1200。

3、原子性（Atomicity）

  • 原子性是指事务包装的一组sql(一组业务逻辑)是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。

4、一致性（Consistency）

  • 一个事务在执行之前和执行之后 数据库都必须处于一致性状态。如果事务成功的完成，那么数据库的所有变化将生效。如果事务执行出现错误，那么数据库的所有变化将会被回滚（撤销），返回到原始状态。

  • 事务的成功与失败，最终数据库的数据都是符合实际生活的业务逻辑。一致性绝大多数依赖业务逻辑和原子性。

eg：A=1000、B=1000转账
    开启事务
    A-200
    B+200
    提交
结果： A 800 B 1200
如果A转账失败了，那么B也得失败。不能转账之前一共是2000块钱，A扣钱，B不变，结果是1800。或者A不扣钱，B加钱，结果是2200。
**事务前后数据的完整性必须保持一致**

事务并发问题

1.并发引起的三个问题

​ 事务在操作时的理想状态：多个事务之间互不影响，如果隔离级别设置不当就可能引发并发访问问题。

​ 当数据库上有多个事务同时执行的时候，就可能出现脏读（dirty read）、不可重复读（non-repeatable read）、幻读（phantom read）的问题，为了解决这些问题，之后会介绍解决方案“隔离级别”。

并发访问的问题含义
脏读一个事务读取到了另一个事务中尚未提交的数据。最严重，杜绝发生。
不可重复读一个事务中两次读取的数据内容不一致，要求的是一个事务中多次读取时数据是不一致的，这是事务update时引发的问题
幻读(虚读)一个事务内读取到了别的事务插入或者删除的数据，导致前后读取记录行数不同。这是insert或delete时引发的问题

1.脏读：指一个事务读取了另外一个事务未提交的数据。(非常危险)

​ 脏读具体解释如下图：注意 脏读的前提是没有事务的隔离性。

  • 说明：事务a首先执行转账操作，然后事务a还没有提交数据的情况下，事务b读取了数据库的数据。紧接着事务a执行回滚操作，导致事务b读取的结果和数据库的实际数据是不一样的。
  • 一个事务读取了另一个事务未提交的数据叫做脏读。

2.不可重复读：在一个事务内多次读取表中的数据，多次读取的结果不同。

  • 说明：事务b首先读取数据库的数据，然后事务a对数据修改并提交。之后事务b对数据库再次进行读取。这时发现在事务b中2次读取的结果不一致。

  • 一个事务内读取了另一个事务提交的数据。这个叫做不可重复读。

    • 例如: 银行想查询A账户的余额，第一次查询的结果是200元，A向账户中又存了100元。此时，银行再次查询的结果变成了300元。两次查询的结果不一致，银行就会很困惑，以哪次为准。

  • 和脏读不同的是：脏读读取的是前一事务未提交的数据，不可重复度 读取的是前一事务已提交的事务。

3.幻读（虚读）:一个事务内读取到了别的事务插入或者删除的数据，导致前后读取记录行数不同

  • 说明：事务b首先读取数据的数量，然后事务a添加了一条数据，并且提交了。接着事务b再次读取了数据的数量。2次读取不一致。

  • 同一个事务内，2次读取的数据的数量不一致，叫做幻读或者虚读。

  • 虚读(幻读)和不可重复读的区别：

    • 不可重复读：强调的是数据内容的不一致。另一个事务是update操作。
    • 虚读(幻读)：强调的数据的数量(记录数)的不一致。另一个事务是insert或者delete操作。

2.事务隔离级别

​ 通过以上面描述，我们发现如果不考虑事务的隔离性，会遇到脏读、不可重复读和虚读等问题。所以在数据库中我们要对上述三种问题进行解决。MySQL数据库规范规定了4种隔离级别，分别用于描述两个事务并发的所有情况。

上面的级别最低，下面的级别最高。“是”表示会出现这种问题，“否”表示不会出现这种问题。

级别名字隔离级别脏读不可重复读幻读数据库默认隔离级别
1读未提交read uncommitted是是是
2读已提交read committed否是是Oracle和SQL Server
3可重复读repeatable read否否是MySQL
4串行化serializable否否否

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  • 安全和性能对比

    • 安全性：serializable > repeatable read > read committed > read uncommitted

    • 性能 ： serializable < repeatable read < read committed < read uncommitted

  • 注：其实三个问题，开发中最严重的问题就是脏读，这个问题一定要避免，而关于不可重复读和虚读其实只是感官上的错误，并不是逻辑上的错误。就是数据的时效性，所以这种问题并不属于很严重的错误。如果对于数据的时效性要求不是很高的情况下，我们是可以接受不可重复读和虚读的情况发生的。

  • 查询全局事务隔离级别

    • show variables like '%isolation%';
-- 或
select @@tx_isolation;

  • 设置事务隔离级别

    • set global transaction isolation level 隔离级别;
-- 如:
set global transaction isolation level read uncommitted;
set global transaction isolation level repeatable read;

    • 注：需要退出MySQL再进入MYSQL才能看到隔离级别的变化

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