数据库事务那些事儿

数据库事务原理

天天撸业务代码,很少有时间去关注底层如何实现,因为平时工作中,常用的技术框架(SSM或者SSH框架、服务化、缓存、数据库中间件、消息中间件等)都已经被封装好了,从而程序员只需要关注业务需求如何实现,在搭建好的框架模板里编码业务代码即可。但是,想要提升自己的话,就需要去关注更多的技术细节和底层原理及实现。 本文主要是自己学习数据库事务的笔记(基于mysql数据库),包括事务的特性和隔离级别的定义及应用, 特此记录,加深理解。

事务概念

什么是事务? 数据库中一系列数据操作命令构成的集合,这个集合是一个单元体,称之为事务,构成该集合的命令全部执行成功则全部提交,只要有一条不成功则全部回滚。

数据库并发产生的问题 数据库的基本操作包括:查询、插入、修改、删除,可单条或者批量的执行数据操作 如果单线程的对数据库做这些操作总能得到正确的结果,然而目前应用中对关系型数据库的操作基本都是多线程,如果这些操作并发执行不加以控制的话会产生许多意想不到的问题,主要表现问题如下:

脏读

两个事务T1、T2并发的对同一条数据执行操作,其中T2更新了该条数据还未提交,然后T1读取到了T2更新后的结果,但是T2由于异常或其他原因导致了事务回滚,那么对于T1来说读取到的数据就是无效的,称之为脏数据。

不可重复读

在事务T1中多次读取某条记录,在T1读取期间,另外一个事务T2对该条数据进行了修改并提交,然后造成T1中多次读取的结果不一致。

幻读

事务T1执行条件查询结果集,事务T2插入了新的记录(或者删除了记录),然后T1再次查询结果集的时候发现多了几条数据(或者少了几条数据),在事务T1中发现多次读取结果集返回的行数不一样,像是产生了幻觉一样,这种场景叫做幻读。

注意:和都是返回结果不一致,但是脏读是事务还未提交,不可重复读是事务已经提交了。和也是返回结果不一致,他们明显的区别就是:不可重复读是针对更新的操作,而幻读主要是插入或删除影响行数的操作。

事务特性

事务的特性也称为事务的基本要素(也简称为ACID),有以下几点:

原子性(Atomicity)

事务开始后的所有数据操作构成一个整体,全部执行成功则提交,只要有一条执行不成功则回滚,即要么全做,要么全不做。

一致性(Consistency)

事务操作开始前和事务结束后,数据库中的数据必须保持完整性,数据结构也不能被破坏。

隔离性(Isolation)

多个事务之间是相互隔离的,彼此之间的操作独立执行不会相互影响。

持久性(Durability)

事务操作完成提交后,对数据的修改是永久性的保存到数据库中,即使数据集发生故障,这些数据都是可以恢复的。

事务隔离级别

事务具有隔离性,多个事务并发执行互不影响。但是如果串行的执行,会降低资源的利用率,达不到高并发的要求,因此在数据一致性和系统吞吐量之间需要做一个权衡。

sql标准定义了不同的隔离级别,从低到高依次是:

读未提交(Read uncommitted)

这个隔离级别,使得所有事务都能看到其他事务更新未提交的执行结果,称之为“脏读”,不能解决上述数据库并发产生的任何问题,这种级别在实际应用中特别少。

读提交(Read committed)

这个隔离级别使得不同事务之间未提交前只能看到自己的操作结果,只有提交后才能对其他事务可见,解决了“脏读”的问题,但是未解决“不可重复读”的问题。oracle数据库就是默认采用这个隔离级别。

可重复读(Repeatable read)

可重复读确保了在同一事务中多次的读取结果是相同的,解决了“脏读”、“不可重复读”的问题,但是并未解决“幻读”的问题。这是mysql的默认隔离级别,但是mysql使用的innodb存储引擎通过多版本并发控制MVCC(multiversion concurrency control)机制解决了幻读的问题。

串行化(Serializable)

这是最高级的隔离级别,使得所有操作在数据库排队单线程的执行,解决了“脏读”、“不可重复读”、“幻读”的问题,这种级别使得多线程操作时数据库锁竞争较严重,性能较低。

事务的隔离级别越高,安全性越强,并发能力越低,各隔离级别解决多事务下产生的不同问题如下:

注意:mysql的可重复读(Repeatable read)使用mvcc解决了幻读的问题。

mysql数据库事务

隔离级别

本次使用的mysql版本为5.5.28,默认使用的隔离级别是:REPEATABLE-READ。

mysql全局配置事务隔离级别

windows环境在mysql的配置文件为mysql安装目录my.ini文件

linux在/etc/my.cnf,如果没有就新建一个文件

Windows和linux都是在[mysqld]下加上一句:

transaction-isolation = REPEATABLE-READ(或者READ-UNCOMMITTED,READ-COMMITTED, REPEATABLE-READ, or SERIALIZABLE) 注意:修改mysql配置文件后需要重启才能生效

mysql事务语法

mysql事务自动提交

查看事务是否自动提交:show variables like 'autocommit'; 设置事物不自动提交 :set autocommit=0; 或者全局不自动提交:set global autocommit=0;(0:手动提交,1:自动提交)

注意:修改mysql配置文件后需要重启才能生效

隔离级别实例

创建一张测试用表:

初始化3条数据

下列操作前最好确认事务不自动提交

mysql的配置文件[mysqld]下加一句:init_connect='SET autocommit=0'(mysql5.5以上)、autocommit=0(mysql5.5)

1. 读未提交

mysql的配置文件[mysqld]配置:transaction-isolation = READ-UNCOMMITTED

客户端1设置事务隔离级别为读未提交并开启事务查询数据

客户端2设置事务隔离级别为读未提交并开启事务修改数据,暂不提交

客户端1再次查询数据,发现读取到了客户端2修改且未提交的数据

客户端2回滚事务,这时客户端1已经读取的数据其实就是脏数据了

这时在客户端1继续更新操作,使用的不是客户端1刚查出来的余额50,而是客户端2回滚后的余额100,要想解决这个问题,可以使用读提交这个隔离级别

2. 读提交

mysql的配置文件[mysqld]配置:transaction-isolation = READ-COMMITTED

客户端1设置事务隔离级别为读提交并开启事务查询数据

客户端2设置事务隔离级别为读提交并开启事务修改数据,暂不提交

这时客户端1查询不到客户端2修改的数据,说明读提交这个隔离级别解决了脏读的问题

客户端2事务提交

客户端1继续查询,发现与上一次查询的结果不同,说明读取到了客户端2提交的数据,但是产生了不可重复读的问题

3. 可重复读

mysql的配置文件[mysqld]配置:transaction-isolation = REPEATABLE-READ

客户端1开启事务并查询数据

客户端2开启事务并修改数据并提交

客户端1再次查询,结果没有改动,没有出现不可重复读问题

客户端1接着执行更新操作,数据一致性没有被破坏,可重复读的隔离级别下使用了MVCC机制,select操作不会更新版本号,是快照读(历史版本);insert、update和delete会更新版本号,是当前读(当前版本)。

在客户端2插入一条记录并提交

在客户端1中查询所有记录,并没有查出客户端2新增的数据,说明没有出现幻读(mysql的可重复读解决了幻读的问题)

4. 串行化

mysql的配置文件[mysqld]配置:transaction-isolation = SERIALIZABLE

客户端1开启事务并查询

客户端2开启事务并插入数据,需要等待客户端1释放锁,若未释放锁则超时

客户端1释放锁后客户端2才能插入数据并提交

客户端1等待客户端2提交完成后可查看数据

串行化对于mysql数据库来说是单线程执行的,对并发客户端来说相当于需要排队获取到锁后才能执行。

总结

数据库的隔离级别不同,可解决并发操作产生的问题也不同,隔离级别越高,并发效率越低,但是隔离级别越低,容易产生脏数据和数据不一致,这在生产环境试不能接受的。

事务使用时需要根据业务场景,选择合适的隔离级别,同时在应用端做好事务方面的控制。

目前spring已对事务做了封装,很好的解决了底层事务问题,让程序员从复杂的事务中解脱出来,更关注业务需求的开发,但应学习spring是如何实现及解决问题的,对自己更是一种提升。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20190122G0ECXD00?refer=cp_1026
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