1. 数据库事务概述

1.1 存储引擎支持情况

<font style="color:#DF2A3F;">SHOW ENGINES </font>** 命令来查看当前 MySQL 支持的存储引擎都有哪些,以及这些存储引擎是否支持事务。 **

m4gvvcfr.png

能看出在 MySQL 中,只有**<font style="color:#DF2A3F;">InnoDB</font>** 是支持事务的。

1.2 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种状态。

事务处理的原则:保证所有事务都作为 一个工作单元 来执行,即使出现了故障,都不能改变这种执行方 式。当在一个事务中执行多个操作时,<font style="color:#DF2A3F;">要么所有的事务都被提交(</font> 存下来;<font style="color:#DF2A3F;">要么数据库管理系统将 放弃 所作的所有 commit </font>),那么这些修改就 永久 地保 修改 ,整个事务回滚( rollback )到最初状态。

# 案例:AA用户给BB用户转账100
update account set money = money - 100 where name = 'AA';
# 服务器宕机
update account set money = money + 100 where name = 'BB';

1.3 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 <font style="color:#DF2A3F;">合法性状态</font> 变换到另外一个 <font style="color:#DF2A3F;">合法性状态</font> 。这种状态 是 <font style="color:#DF2A3F;">语义上</font> 的而不是语法上的,跟具体的业务有关。

  • **隔离型(isolation): **

事务的隔离性是指一个事务的执行 <font style="color:#DF2A3F;">不能被其他事务干扰</font>,即一个事务内部的操作及使用的数据对 <font style="color:#DF2A3F;">并发</font> 的其他事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能相互干扰。

m4gvvj2u.png

  • **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 <font style="color:#DF2A3F;">永久性的</font> ,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。

总结:ACID是事务的四大特征,在这四个特性中,原子性是基础,隔离性是手段,一致性是约束条件, 而持久性是我们的目的。

数据库事务,其实就是数据库设计者为了方便起见,把需要保证 <font style="color:#DF2A3F;">原子性、 隔离性、 一致性 和 持久性</font> 的一个或多个数据库操作称为一个事务

1.4 事务的状态

我们现在知道 <font style="color:#DF2A3F;">事务</font> 是一个**<font style="color:#DF2A3F;">抽象的概念</font>**,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

  • **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。

举例:

UPDATE accounts SET money = money - 50 WHERE NAME = 'AA';
UPDATE accounts SET money = money + 50 WHERE NAME = 'BB';
  • 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 在了 提交的 状态。

一个基本的状态转换图如下所示:

m4gvvpxk.png

图中可见,只有当事务处于 提交的或者 中止的状态时,一个事务的生命周期才算是结束了。对于 已经提交的事务来说,该事务对数据库所做的修改将永久生效,对于处于中止状态的事务,该事务 对数据库所做的所有修改都会被回滚到没执行该事务之前的状态。

2. 如何使用事务

使用事务有两种方式,分别为 <font style="color:#DF2A3F;">显式事务</font><font style="color:#DF2A3F;">隐式事务</font>

2.1 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 <font style="color:#DF2A3F;">修饰符</font> :

**① READ ONLY :**标识当前事务是一个 修饰符 : 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。

补充:只读事务中只是不允许修改那些其他事务也能访问到的表中的数据,对于临时表来说(我们 使用CREATE TMEPORARY TABLE 创建的表),由于它们只能在当前会话中可见,所有只读事务 其实也是可以对临时表进行增、删、改操作的。

② READ WRITE :标识当前事务是一个 <font style="color:#DF2A3F;">读写事务</font> 也可以修改数据。

**③ WITH CONSISTENT SNAPSHOT :**启动一致性读。

比如:

START TRANSACTION READ ONLY; # 开启一个只读事务
START TRANSACTION READ ONLY, WITH CONSISTENT SNAPSHOT # 开启只读事务和一致性读
START TRANSACTION READ WRITE, WITH CONSISTENT SNAPSHOT # 开启读写事务和一致性读

**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;

2.2 隐式事务

MySQL中有一个系统变量 autocommit :

 mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'autocommit';
 +---------------+-------+
 | Variable_name | Value |
 +---------------+-------+
 | autocommit    |  ON   |
 +---------------+-------+
 1 row in set (0.01 sec)

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;
#或
SET autocommit = 0;

这样的话,我们写入的多条语句就算是属于同一个事务了,直到我们显式的写出C0MMIT语句来把这个事务提交掉,或者显式的写出ROLLBACK语句来把这个事务回滚掉。

2.3 隐式提交数据的情况

1.数据定义语言(Data definition language,缩写为:DDL)

数据库对象,指的就是 数据库、表、视图、存储过程等结构。当我们 CREATE、ALTER、DROP 等语句 去修改数据库对象时,就会隐式的提交前边语句所属于的事务。即:

BEGIN;
SELECT ... # 事务中的一条语句
UPDATE ... # 事务中的一条语句
... # 事务中的其他语句
CREATE TABLE ... # 此语句会隐式的提交前边语句所属于的事务

**2. 隐式使用或修改mysql数据库中的表 **

当我们使用 ALTER USER 、 CREATE USER 、 DROP USER 、 GRANT 、 SET PASSWORD 等语句时也会隐式的提交前边语句所属于的事务。

**3. 事务控制或关于锁定的语句 **

** ①当我们在一个事务还没提交或者回滚时就又使用 START TRANSACTION 或者 BEGIN 语句开启了 另一个事务时,会隐式的提交上一个事务。即: **

BEGIN;
SELECT ... # 事务中的一条语句
UPDATE ... # 事务中的一条语句
... # 事务中的其他语句
BEGIN; # 此语句会隐式的提交前边语句所属于的事务

②当前的 autocommit 系统变量的值为 OFF ,我们手动把它调为 ON 时,也会 隐式的提交前边语 句所属的事务。

③使用 LOCK TABLES 、 UNLOCK TABLES 等关于锁定的语句也会 隐式的提交 前边语句所属的事务。

**4. 加载数据的语句 **

使用 LOAD DATA 语句来批量往数据库中导入数据时,也会 隐式的提交前边语句所属的事务。

**5. 关于MySQL复制的一些语句 **

使用 START SLAVE、STOP SLAVE、RESET SLAVE、CHANGE MASTER TO 等语句会隐式的提交前边语 句所属的事务

**6. 其他的一些语句 **

使用 ANALYZE TABLE、CACHE INDEX、CAECK TABLE、FLUSH、LOAD INDEX INTO CACHE、 OPTIMIZE TABLE、REPAIR TABLE、RESET 等语句也会隐式的提交前边语句所属的事务。

3. 事务隔离级别

MySQL是一个 <font style="background-color:#FBDE28;">客户端/服务器</font> 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 <font style="background-color:#FBDE28;">隔离性</font>的特性,理论上在某个事务 <font style="color:#DF2A3F;background-color:#FBDE28;">对某个数据进行访问</font> 时,<font style="color:#DF2A3F;background-color:#FBDE28;">其他事务应该进行</font>****<font style="background-color:#FBDE28;"> 排 队</font> ,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 <font style="background-color:#FBDE28;">性能影响太大</font> , 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 性能影响太大 ,我们既想保 <font style="background-color:#FBDE28;">性能尽量高些</font> ,那就看二者如何权衡 取 舍了。

3.1 SQL中的四种隔离级别

m4gvw360.png

1. 读未提交:脏读

**脏读 :**事务B读取到,事务A 还没有提交的数据(读取到临时数据)。

m4gvw6vv.png

2. 读已提交:不可重复读

**不可重复读:**在一个事物内,同一条sql多次读取到的数据不一致(受其它事务影响)。

3. 可重复读(MySql默认隔离级别):幻读

**幻读:**事务A的插入或者删除操作,会影响事务B内同一条查询sql的读取结果。

4. 序列化读

性能低下。

m4gvwcar.png

3.2 MySQL支持的四种隔离级别

不同的数据库厂商对SQL标准中规定的四种隔离级别支持不一样。比如**,Oracle就只支持READ C0 MMITTED(默认隔离级别)和SERIALIZABLE隔离级别**。MySQL虽然支持4种隔离级别,但与SQL标准中所规定的各级隔离级别允许发生的问题却有些出入,MySQL在REPEATABLE READ(可重复读)隔离级别下,使用MVCC多版本并发控制方式解决的幻读问题。

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:
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'tx_isolation';
 +---------------+-----------------+
 | Variable_name | Value           |
 +---------------+-----------------+
 | tx_isolation  | REPEATABLE-READ |
 +---------------+-----------------+
 1 row in set (0.00 sec)
 # MySQL 5.7.20版本之后,引入transaction_isolation来替换tx_isolation
 # 查看隔离级别,MySQL 5.7.20的版本及之后:
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
 +-----------------------+-----------------+
 | Variable_name         | Value           |
 +-----------------------+-----------------+
 | transaction_isolation | REPEATABLE-READ |
 +-----------------------+-----------------+
 1 row in set (0.02 sec)
#或者不同MySQL版本中都可以使用的:
SELECT @@transaction_isolation;

3.3 如何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

或者:

SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION_ISOLATION = '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): **
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
#或
SET GLOBAL TRANSACTION_ISOLATION = 'SERIALIZABLE';

则:

- 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): **
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
#或
SET SESSION TRANSACTION_ISOLATION = 'SERIALIZABLE';

则:

- 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  

如果在服务器启动时想改变事务的默认隔离级别,可以修改启动参数transaction_isolation的值。 比如,在启动服务器时指定了transaction_isolation=SERIALIZABLE,那么事务的默认隔离界别就 从原来的REPEATABLE- READ变成了SERIALIZABLE。