事务系统

事务介绍

事务：保证原子性、隔离性、一致性、持久性（ACID）的一个或多个数据库操作

只有当事务处于提交或中止的状态，一个事务的生命周期才算结束

开启一个事务，输入以下一条语句后，就可以开始写若干条该事务的语句

• BEGIN;

• START TRANSACTION;

  • 可加入修饰符
    • READ ONLY：只读事务，不允许修改其他事务也能访问的表的数据
    • READ WRITE
    • WITH CONSISTENT SNAPSHOT：启动一致性读
  • 可同时跟随多个修饰符，比如：START TRANSACTION READ ONLY, WITH CONSTSTENT SNAPSHOT

• 提交一个事务：当所有属于该事务的语句写完后提交COMMIT;

• 手动中止一个事务并回滚：ROLLBACK

开启事务的几种方式：

• begin transaction + commit + rollback

  这种方式下，该命令并不是一个事务的起点，执行到他们之后第一个操作innodb表的语句，事务才真正启动

  read-view是在执行第一个快照读语句时创建的

• set autocommit = 0 ：自动开启事务，commit提交

• begin transaction + commit work and chain

MySQL只有innodb和NDB支持事务，不支持事务的存储引擎对回滚操作执行无效

ROLLBACK还可以支持回滚到某个保存点：使用SAVEPOINT XXX：定义一个保存点XXX，随后便可以使用ROLLBACK TO XXX回滚到那个保存点，也可以使用RELEASE SAVEPOINT XXX删除保存点

一些隐式提交操作，当输入这些语句之后会隐式执行COMMIT语句：

• 定义或修改数据库对象（比如创建一个table等等）（即DDL语言）
• 隐式使用或修改mysql数据库中的表：ALTER USER,CREATE USER等等
• 事务控制或关于锁定的语句：比如说在一个事务还没有提交或回滚的时候又使用BEGIN或START TRANSACTION会隐式提交上一个事务；或者是LOCK TABLE之类的加锁解锁
• 关于mysql复制的一些语句

ACID特性

原子性、隔离性、一致性、持久性

隔离级别与实现

MySQL在并发执行不同session里的事务时，可能会发生以下四种问题

• 脏写：事务A和事务B修改同一条记录，事务A提交事务后，事务B又回滚，导致事务A提交事务却没有真的修改记录
• 脏读：事务A读一条事务B修改后的记录，读到后，事务B回滚了，导致事务A读到了未提交事务修改的数据
• 不可重复读：事务A读一条正在被事务B修改并提交的记录，每次读到的记录内容都不一样，都是事务B修改的最新值
• 幻读：事务A先根据某些条件查询出一些记录，之后事务B又向表中插入了符合这些条件的记录，事务A再次按照该条件查询时，读出了事务B新插入的记录

隔离级别越高，效率会越低，所以MySQL设置了四种隔离级别，用来权衡隔离性和性能在具体业务中该如何取舍，默认隔离级别是可重复读

• 读未提交：一个事务还没提交时，别的事务就能看见它的更改（直接返回记录上的最新值）
• 读已提交：一个事务提交后，别的事务才能看见更改（每次读时都创建一个read-view）
• 可重复读：一个事务执行过程中看到的数据，总是跟启动时看到的是一样的（在事务启动时创建一个read-view）
• 串行化：对同一行记录，写会加写锁，读会加读锁，出现读写锁冲突时就会发生事务等待（直接加锁避免并行访问）

可以通过SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION ISOLATION LEVEL xxx;来设置隔离级别

• GLOBAL：对当前已经存在的session无效，全局影响
• SESSION：对当前会话的后续事务有效，不影响当前已经打开的事务
• 以上都不用：只对当前session下一个将开启的事务有效，那个事务结束后失效

每条记录都一个隐藏列roll_pointer指向自己的undo日志版本链的头节点，其中trx_id记录了该版本对应的事务id，如上图所示，在查询同一条记录的时候，不同时刻启动的事务会有不同的read-view，同一条记录在系统中可以存在多个版本，即MVCC

undo日志会一直保留到系统没有比这个回滚日志更早的read-view的时候删除，所以不建议使用长事务，因为这意味着系统里会存在很古老的read-view，导致大量回滚日志需要保留，占用存储空间

可以在information_schema库中select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60查询持续时间超过60s的事务

利用锁和mvcc实现并发事务的隔离性

读-读情况：并发事务相继读取相同记录，允许，不需要任何操作

写-写情况：并发事务相继改动相同记录，会发生脏写，任何隔离级别都不允许发生，只能通过加锁解决

• DELETE：做delete的操作 = 在B+树定位该记录位置，获取X锁，执行delete mark，也相当于是一个获取X锁的锁定读
• UPDATE
  • 未修改键值 + 更新列占用空间不变 = 在B+树定位位置，获取X锁，执行update，相当于获取X锁的锁定度
  • 未修改键值 + 更新列占用空间变化 = 彻底删除该记录， 再插入一条新记录，相当于获取X锁的锁定读 后 由INSERT语句的隐式锁进行保护
  • 修改键值 = 对原记录做DELETE 后 INSERT
• INSERT：通过隐式锁保护新插入的记录在本事务提交前不被其他事务访问

读-写情况：可能会出现脏读、不可重复读、幻读，可以选择加锁，或MVCC解决

• 读操作利用MVCC，写操作进行加锁：读的时候读历史版本，写的时候改动记录的最新版本，这种方式下读和写不冲突
• 读、写操作都采用加锁：在一些业务场景不允许读取旧版本记录，所以读-写操作都像写-写操作一样加锁，排队执行