《Java架构师的第一性原理》41存储之MySQL第5篇事务

1 事务

事务是MySQL区别于NoSQL的重要特征,是保证关系型数据库数据一致性的关键技术。事务可看作是对数据库操作的基本执行单元,可能包含一个或者多个SQL语句。这些语句在执行时,要么都执行,要么都不执行。事务的执行主要包括两个操作,提交和回滚。

  • 提交:commit,将事务执行结果写入数据库。
  • 回滚:rollback,回滚所有已经执行的语句,返回修改之前的数据。

MySQL事务包含四个特性,号称ACID四大天王。

  • 原子性(Atomicity) :语句要么全执行,要么全不执行,是事务最核心的特性,事务本身就是以原子性来定义的;实现主要基于undo log日志实现的。
  • 持久性(Durability  :保证事务提交后不会因为宕机等原因导致数据丢失;实现主要基于redo log日志。
  • 隔离性(Isolation) :保证事务执行尽可能不受其他事务影响;InnoDB默认的隔离级别是RR,RR的实现主要基于锁机制、数据的隐藏列、undo log和类临键锁(next-key lock)机制。
  • 一致性(Consistency) :事务追求的最终目标,一致性的实现既需要数据库层面的保障,也需要应用层面的保障。

原子性

事务的原子性就如原子操作一般,表示事务不可再分,其中的操作要么都做,要么都不做;如果事务中一个SQL语句执行失败,则已执行的语句也必须回滚,数据库退回到事务前的状态。只有0和1,没有其它值。事务的原子性表明事务就是一个整体,当事务无法成功执行的时候,需要将事务中已经执行过的语句全部回滚,使得数据库回归到最初未开始事务的状态。事务的原子性就是通过undo log日志进行实现的。当事务需要进行回滚时,InnoDB引擎就会调用undo log日志进行SQL语句的撤销,实现数据的回滚。

持久性

事务的持久性是指当事务提交之后,数据库的改变就应该是永久性的,而不是暂时的。这也就是说,当事务提交之后,任何其它操作甚至是系统的宕机故障都不会对原来事务的执行结果产生影响。事务的持久性是通过InnoDB存储引擎中的redo log日志来实现的,具体实现思路见下文。

隔离性

原子性和持久性是单个事务本身层面的性质,而隔离性是指事务之间应该保持的关系。隔离性要求不同事务之间的影响是互不干扰的,一个事务的操作与其它事务是相互隔离的。由于事务可能并不只包含一条SQL语句,所以在事务的执行期间很有可能会有其它事务开始执行。因此多事务的并发性就要求事务之间的操作是相互隔离的。这一点跟多线程之间数据同步的概念有些类似。

一致性

一致性是指事务执行结束后,数据库的完整性约束没有被破坏,事务执行的前后都是合法的数据状态。一致性是事务追求的最终目标,原子性、持久性和隔离性,实际上都是为了保证数据库状态的一致性而存在的。

2 并发读写问题(脏读、不可重复度和幻读)

4种事务的隔离级别,InnoDB如何巧妙实现?

在并发情况下,MySQL的同时读写可能会导致三类问题,脏读、不可重复度和幻读。

(1)脏读:当前事务中读到其他事务未提交的数据,也就是脏数据。

 以上图为例,事务A在读取文章的阅读量时,读取到了事务B为提交的数据。如果事务B最后没有顺利提交,导致事务回滚,那么实际上阅读量并没有修改成功,而事务A却是读到的修改后的值,显然不合情理。

(2)不可重复读:在事务A中先后两次读取同一个数据,但是两次读取的结果不一样。脏读与不可重复读的区别在于:前者读到的是其他事务未提交的数据,后者读到的是其他事务已提交的数据。

 以上图为例,事务A在先后读取文章阅读量的数据时,结果却不一样。说明事务A在执行的过程中,阅读量的值被其它事务给修改了。这样使得数据的查询结果不再可靠,同样也不合实际。

(3)幻读:在事务A中按照某个条件先后两次查询数据库,两次查询结果的行数不同,这种现象称为幻读。不可重复读与幻读的区别可以通俗的理解为:前者是数据变了,后者是数据的行数变了。

 (3)幻读:在事务A中按照某个条件先后两次查询数据库,两次查询结果的行数不同,这种现象称为幻读。

不可重复读与幻读的区别可以通俗的理解为:前者是数据变了,后者是数据的行数变了。

 以上图为例,当对0<阅读量<100的文章进行查询时,先查到了一个结果,后来查询到了两个结果。这表明同一个事务的查询结果数不一,行数不一致。这样的问题使得在根据某些条件对数据筛选的时候,前后筛选结果不具有可靠性。

3 隔离级别

4种事务的隔离级别,InnoDB如何巧妙实现?

根据上面这三种问题,产生了四种隔离级别,表明数据库不同程度的隔离性质。

 

 在实际的数据库设计中,隔离级别越高,导致数据库的并发效率会越低;而隔离级别太低,又会导致数据库在读写过程中会遇到各种乱七八糟的问题。因此在大多数数据库系统中,默认的隔离级别时读已提交(如Oracle)或者可重复读RR(MySQL的InnoDB引擎)。

99 直接读这些牛人的原文

8000字 | 32 张图带你理解晦涩难懂的事务

面试被吊打系列 - 事务隔离级别


作者:沙漏哟
出处:计算机的未来在于连接
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