超级详细的数据库中的事务机制学习笔记

事务的英文是transaction，从英文中你也能看出来它是进行一次处理的基本单元，要么完全执行，要么都不执行。

事务的特性：ACID

• A，也就是原子性（Atomicity）。组成物质的基本单位，也是我们进行数据处理操作的基本单位。
• C，就是一致性（Consistency）。一致性指的就是数据库在进行事务操作后，会由原来的一致状态，变成另一种一致的状态。也就是说当事务提交后，或者当事务发生回滚后，数据库的完整性约束不能被破坏。
• I，就是隔离性（Isolation）。每个事务都是彼此独立的，事务在提交之前，对其他事务都是不可见的，也不会受到其他事务的执行影响。
• D，指的是持久性（Durability）。事务提交之后对数据的修改是持久性的

持久性是通过事务日志来保证的。日志包括了回滚日志和重做日志。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。

事务的控制

1. START TRANSACTION或者 BEGIN，作用是显式开启一个事务。
2. COMMIT：提交事务。当提交事务后，对数据库的修改是永久性的。
3. ROLLBACK或者ROLLBACK TO [SAVEPOINT]，意为回滚事务。意思是撤销正在进行的所有没有提交的修改，或者将事务回滚到某个保存点。
4. SAVEPOINT：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。
5. RELEASE SAVEPOINT：删除某个保存点。
6. SET TRANSACTION，设置事务的隔离级别。

使用事务有两种方式，分别为隐式事务和显式事务。隐式事务实际上就是自动提交，Oracle默认不自动提交，需要手写COMMIT命令，而MySQL默认自动提交，当然我们可以配置MySQL的参数：

mysql> set autocommit =0;  //关闭自动提交
mysql> set autocommit =1;  //开启自动提交

事务开始之前设置了SET @@completion_type

CREATE TABLE test(name varchar(255), PRIMARY KEY (name)) ENGINE=InnoDB;
SET @@completion_type = 1;
BEGIN;
INSERT INTO test SELECT '关羽';
COMMIT;
INSERT INTO test SELECT '张飞';
INSERT INTO test SELECT '张飞';
ROLLBACK;
SELECT * FROM test;

MySQL中completion_type参数的作用，实际上这个参数有3种可能：

1. completion=0，这是默认情况。也就是说当我们执行COMMIT的时候会提交事务，在执行下一个事务时，还需要我们使用START TRANSACTION或者BEGIN来开启。
2. completion=1，这种情况下，当我们提交事务后，相当于执行了COMMIT AND CHAIN，也就是开启一个链式事务，即当我们提交事务之后会开启一个相同隔离级别的事务（每条SQL语句都会自动进行提交）。
3. completion=2，这种情况下COMMIT=COMMIT AND RELEASE，也就是当我们提交后，会自动与服务器断开连接。

事务并发处理可能存在的异常都有哪些

第一类丢失更新（回滚覆盖）

在完全未隔离事务的情况下，两个事务更新同一条数据资源，某一事务完成，另一事务异常终止，回滚造成第一个完成的更新也同时丢失 。

脏读（Dirty Read）

当前事务可以读到其他事务未提交的数据

不可重复读（Nonrepeatable Read）

同一条记录，两次读取的结果不同。B事务读取了两次数据，在这两次的读取过程中A事务修改了数据，B事务的这两次读取出来的数据不一样。

第二类丢失更新（提交覆盖）

两个事务更新同一条数据资源，后完成的事务会造成先完成的事务更新丢失

幻读（Phantom Read）

一堆数据，对象是一个集合。B事务读取了两次数据，在这两次的读取过程中A事务添加了数据，B事务的这两次读取出来的集合不一样。

事务隔离的级别有哪些？

Oracle，SQL Server：读已提交

MySQL：可重复读

读未提交

• 不允许第一类更新丢失。允许脏读，不隔离事务。
• 事务读不阻塞其他事务读和写，事务写阻塞其他事务写但不阻塞读。
• 可以通过写操作加“持续-X锁”实现。

读已提交

• 不允许脏读，允许不可重复读。
• 事务读不会阻塞其他事务读和写，事务写会阻塞其他事务读和写。
• 可以通过写操作加“持续-X”锁，读操作加“临时-S锁”实现。

可重复读

• 不允许不可重复读。但可能出现幻读
• 事务读会阻塞其他事务事务写但不阻塞读，事务写会阻塞其他事务读和写
• 可以通过写操作加“持续-X”锁，读操作加“持续-S锁”实现。

可串行化

• 所有的增删改查串行执行
• “行级锁”做不到，需使用“表级锁”。

常用的解决方案

1、版本检查

在数据库中保留“版本”字段，跟随数据同时读写，以此判断数据版本。版本可能是时间戳或状态字段。

2、锁

2.1 共享锁与排它锁

共享锁（Shared locks, S-locks）

• 加共享锁的对象只允许被当前事务和其他事务读。也称读锁。
• 能给未加锁和添加了S锁的对象添加S锁。
• 对象可以接受添加多把S锁。

排它锁（Exclusive locks, X-locks）

• 加排它锁的对象只允许被当前事务读和写。也称独占锁，写锁。
• 只能给未加锁的对象添加X锁。对象只能接受一把X锁。
• 加X锁的对象不能再加任何锁。

更新锁（Update locks, U-locks）

• U锁代表有更新意向，只允许有一个事务拿到U锁，该事务在发生写后U锁变X锁，未写时看做S锁。
• 目前好像只在 MSSQL 里看到了U锁。

2.2 临时锁与持续锁

锁的时效性。指明了加锁生效期是到当前语句结束还是当前事务结束。

2.3 表级锁与行级锁

锁的粒度。指明了加锁的对象是当前表还是当前行。

2.4 悲观锁与乐观锁

悲观锁（Pessimistic Locking）

• 观锁假定当前事务操纵数据资源时，肯定还会有其他事务同时访问该数据资源，为了避免当前事务的操作受到干扰，先锁定资源。
• 悲观锁需使用数据库的锁机制实现，如使用行级排他锁或表级排它锁。
• 尽管悲观锁能够防止丢失更新和不可重复读这类问题，但是它非常影响并发性能，因此应该谨慎使用。

乐观锁（Optimistic Locking）

• 乐观锁假定当前事务操纵数据资源时，不会有其他事务同时访问该数据资源，因此不在数据库层次上的锁定。
• 乐观锁使用由程序逻辑控制的技术来避免可能出现的并发问题
• 唯一能够同时保持高并发和高可伸缩性的方法就是使用带版本检查的乐观锁。
• 乐观锁不能解决脏读的问题，因此仍需要数据库至少启用“读已提交”的事务隔离级别。

3.、三级加锁协议

称之为协议，是指在使用它的时候，所有的事务都必须遵循该规则！！！

一级加锁协议

事务在修改数据前必须加X锁，直到事务结束（提交或终止）才可释放；如果仅仅是读数据，不需要加锁。

二级加锁协议

满足一级加锁协议，且事务在读取数据之前必须先加S锁，读完后即可释放S锁。

三级加锁协议

满足一级加锁协议，且事务在读取数据之前必须先加S锁，直到事务结束才释放。

4、 两段锁协议（2-phase locking）

加锁阶段：事务在读数据前加S锁，写数据前加X锁，加锁不成功则等待。 解锁阶段：一旦开始释放锁，就不允许再加锁了。

若并发执行的所有事务均遵守两段锁协议，则对这些事务的任何并发调度策略都是可串行化的。 遵循两段锁协议的事务调度处理的结果是可串行化的充分条件，但是可串行化并不一定遵循两段锁协议

两段锁协议和防止死锁的一次封锁法的异同之处

一次封锁法要求每个事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁，否则就不能继续执行，因此一次封锁法遵守两段锁协议；但是两段锁协议并不要求事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁，因此遵守两段锁协议的事务可能发生死锁。

不同的事务隔离级别与其对应可选择的加锁协议