事务概述
存储引擎支持情况
可以使用SHOW ENGINES
命令查看Mysql
支持事务的存储引擎有哪些。
Mysql
中只有InnoDB
支持事务。
基本概念
事务:一组逻辑操作单元,使数据从一种状态变换到另一个状态。
事务的ACID
特性
原子性(atomicity):原子性是指事务是一个不可分割的工作单位,要么全部提交,要么全部失败回滚。
一致性(consistency):一致性是指事务执行前后,数据从一个合法性状态 变换到另外一个合法性状态 。这种状态是语义上 的而不是语法上的,跟具体的业务有关。那什么是合法的数据状态呢?满足预定的约束的状态就叫做合法的状态。通俗一点,这状态是由你自己来定义的(比如满足现实世界中的约束)。满足这个状态,数据就是一致的,不满足这个状态,数据就是不一致的!如果事务中的某个操作失败了,系统就会自动撤销当前正在执行的事务,返回到事务操作之前的状态。
隔离型(isolation):事务的隔离性是指一个事务的执行 不能被其他事务干扰
,即一个事务内部的操作及使用的数据对 并发
的 其他事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能互相干扰。
如果无法保证隔离性会怎么样?假设A账户有200元,B账户0元。A账户往B账户转账两次,每次金额为50 元,分别在两个事务中执行。如果无法保证隔离性,会出现下面的情形:
UPDATE accounts SET money = money - 50 WHERE NAME = 'AA';
UPDATE accounts SET money = money + 50 WHERE NAME = 'BB';
持久性(durability):持久性是指一个事务一旦被提交,它对数据库中数据的改变就是 永久性的
,接下来的其他操作和数据库故障不应该对其有任何影响。
持久性是通过 事务日志
来保证的。日志包括了 重做日志
和 回滚日志
。当我们通过事务对数据进行修改的时候,首先会将数据库的变化信息记录到重做日志中,然后再对数据库中对应的行进行修改。这样做的好处是,即使数据库系统崩溃,数据库重启后也能找到没有更新到数据库系统中的重做日志,重新执行,从而使事务具有持久性。
事务的状态
我们现在知道事务是一个抽象的概念,它其实对应着一个或多个数据库操作,MySQL根据这些操作所执行的不同阶段把事务大致划分成几个状态:
活动的(active):事务对应的数据库操作正在执行过程中时,我们就说该事务处在 活动的 状态。
部分提交的(partially committed):当事务中的最后一个操作执行完成,但由于操作都在内存中执行,所造成的影响并 没有刷新到磁盘
时,我们就说该事务处在 部分提交的
状态。
失败的(failed):当事务处在 活动的
或者 部分提交的
状态时,可能遇到了某些错误(数据库自身的错误、操作系统 错误或者直接断电等)而无法继续执行,或者人为的停止当前事务的执行,我们就说该事务处在 失 败的
状态。
中止的(aborted):如果事务执行了一部分而变为 失败的
状态,那么就需要把已经修改的事务中的操作还原到事务执行前的状态。换句话说,就是要撤销失败事务对当前数据库造成的影响。我们把这个撤销的过程
称之为 回滚
。当 回滚
操作执行完毕时,也就是数据库恢复到了执行事务之前的状态,我们就说该事务处在了 中止的
状态。
提交的(committed):当一个处在 部分提交的
状态的事务将修改过的数据都 同步到磁盘
上之后,我们就可以说该事务处在了 提交的
状态。
一个基本的状态转换图如下所示:
事务的使用
显式事务
步骤1: START TRANSACTION
或者 BEGIN
,作用是显式开启一个事务。
mysql> BEGIN;
#或者
mysql> START TRANSACTION;
START TRANSACTION
语句相较于 BEGIN
特别之处在于,后边能跟随几个修饰符 :
① READ ONLY
:标识当前事务是一个 只读事务 ,也就是属于该事务的数据库操作只能读取数据,而不 能修改数据。
只读事务可以对临时表进行增删改操作。
② READ WRITE
:标识当前事务是一个 读写事务 ,也就是属于该事务的数据库操作既可以读取数据, 也可以修改数据。
③ WITH CONSISTENT SNAPSHOT
:启动一致性读。
步骤2:一系列事务中的操作(主要是DML,不含DDL)
步骤3:提交事务 或 中止事务(即回滚事务)
# 提交事务。当提交事务后,对数据库的修改是永久性的。
mysql> COMMIT;
# 回滚事务。即撤销正在进行的所有没有提交的修改
mysql> ROLLBACK;
# 将事务回滚到某个保存点。
mysql> ROLLBACK TO [SAVEPOINT]
其中关于SAVEPOINT
相关操作有:
#在事务中创建保存点,方便后续针对保存点进行回滚,一个事务中可以存在多个保存点
SAVEPOINT 保存点名称;
#删除某个保存点
RELEASE SAVEPOINT 保存点名称;
隐式事务
MySQL中有一个系统变量 autocommit
:
SHOW VARIABLES LIKE 'autocommit'
当然,如果我们想关闭这种 自动提交 的功能,可以使用下边两种方法之一:
-
显式的的使用
START TRANSACTION
或者BEGIN
语句开启一个事务。这样在本次事务提交或者回滚前会暂时关闭掉自动提交的功能。 -
把系统变量
autocommit
的值设置为 OFF ,就像这样:SET autocommit = OFF;
SET autocommit = 0;
隐式提交数据的情况:
- 数据定义语言(Data definition language,缩写为:DDL)
- 隐式使用或修改mysql数据库中的表
- 事务控制或关于锁定的语句
事务隔离级别
MySQL是一个 客户端/服务器
架构的软件,对于同一个服务器来说,可以有若干个客户端与之连接,每个客户端与服务器连接上之后,就可以称为一个会话( Session
)。每个客户端都可以在自己的会话中向服务器发出请求语句,一个请求语句可能是某个事务的一部分,也就是对于服务器来说可能同时处理多个事务。事务有 隔离性
的特性,理论上在某个事务 对某个数据进行访问
时,其他事务应该进行 排队
,当该事务提交之后,其他事务才可以继续访问这个数据。但是这样对 性能影响太大
,我们既想保持事务的隔离性,又想让服务器在处理访问同一数据的多个事务时 性能尽量高些
,那就看二者如何权衡取舍了。
数据并发问题
针对事务的隔离性和并发性,我们怎么做取舍呢?先看一下访问相同数据的事务在 不保证串行执行
(也 就是执行完一个再执行另一个)的情况下可能会出现哪些问题:
脏写( Dirty Write ):
对于两个事务 Session A、Session B,如果事务Session A
修改了
另一个未提交
事务Session B修改过
的数据,那就意味着发生了脏写
.
脏读( Dirty Read ):
对于两个事务 Session A、Session B,Session A
读取
了已经被 Session B更新
但还没有被提交
的字段。 之后若 Session B 回滚 ,Session A读取
的内容就是临时且无效
的。Session A和Session B各开启了一个事务,Session B中的事务先将studentno列为1的记录的name列更新 为'张三',然后Session A中的事务再去查询这条studentno为1的记录,如果读到列name的值为'张三',而 Session B中的事务稍后进行了回滚,那么Session A中的事务相当于读到了一个不存在的数据,这种现象就称之为
脏读
。
不可重复读( Non-Repeatable Read ):
对于两个事务Session A、Session B,Session A
读取
了一个字段,然后 Session B更新
了该字段。 之后 Session A再次读取
同一个字段, 值就不同
了。那就意味着发生了不可重复读。我们在Session B中提交了几个
隐式事务
(注意是隐式事务,意味着语句结束事务就提交了),这些事务都修改了studentno列为1的记录的列name的值,每次事务提交之后,如果Session A中的事务都可以查看到最新的值,这种现象也被称之为不可重复读
。
幻读( Phantom ):
对于两个事务Session A、Session B, Session A 从一个表中
读取
了一个字段, 然后 Session B 在该表中插入
了一些新的行。 之后, 如果 Session A再次读取
同一个表, 就会多出几行。那就意味着发生了幻读。Session A中的事务先根据条件 studentno > 0这个条件查询表student,得到了name列值为'张三'的记录; 之后Session B中提交了一个
隐式事务
,该事务向表student中插入了一条新记录;之后Session A中的事务 再根据相同的条件 studentno > 0查询表student,得到的结果集中包含Session B中的事务新插入的那条记 录,这种现象也被称之为幻读
。我们把新插入的那些记录称之为幻影记录
。
SQL中的四种隔离级别
上面介绍了几种并发事务执行过程中可能遇到的一些问题,这些问题有轻重缓急之分,我们给这些问题按照严重性来排一下序:
脏写 > 脏读 > 不可重复读 > 幻读
我们愿意舍弃一部分隔离性来换取一部分性能在这里就体现在:设立一些隔离级别,隔离级别越低,并发问题发生的就越多。 SQL标准
中设立了4个 隔离级别
:
-
READ UNCOMMITTED
:读未提交,在该隔离级别,所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结 果。不能避免脏读、不可重复读、幻读。 -
READ COMMITTED
:读已提交,它满足了隔离的简单定义:一个事务只能看见已经提交事务所做 的改变。这是大多数数据库系统的默认隔离级别(但不是MySQL默认的)。可以避免脏读,但不可 重复读、幻读问题仍然存在。 -
REPEATABLE READ
:可重复读,事务A在读到一条数据之后,此时事务B对该数据进行了修改并提 交,那么事务A再读该数据,读到的还是原来的内容。可以避免脏读、不可重复读,但幻读问题仍 然存在。这是MySQL的默认隔离级别。 -
SERIALIZABLE
:可串行化,确保事务可以从一个表中读取相同的行。在这个事务持续期间,禁止 其他事务对该表执行插入、更新和删除操作。所有的并发问题都可以避免,但性能十分低下。能避 免脏读、不可重复读和幻读。
脏写
怎么没涉及到?因为脏写这个问题太严重了,不论是哪种隔离级别,都不允许脏写的情况发生。
MySQL的默认隔离级别为REPEATABLE READ
,我们可以手动修改一下事务的隔离级别。
查看隔离级别:
- MySQL 5.7.20的版本之前:
SHOW VARIABLES LIKE 'tx_isolation';
- MySQL 5.7.20的版本之后:
SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
设置事务的隔离级别
通过下面的语句修改事务的隔离级别:
SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION ISOLATION LEVEL 隔离级别;
其中,隔离级别格式:
READ UNCOMMITTED
READ COMMITTED
REPEATABLE READ
SERIALIZABLE
关于设置时使用GLOBAL或SESSION的影响:
使用 GLOBAL 关键字(在全局范围影响):
- 当前已经存在的会话无效
- 只对执行完该语句之后产生的会话起作用
使用 SESSION 关键字(在会话范围影响):
- 对当前会话的所有后续的事务有效
- 如果在事务之间执行,则对后续的事务有效
- 该语句可以在已经开启的事务中间执行,但不会影响当前正在执行的事务