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事务.md

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事务

事务并不是Mysql独有的，只是因为某些知识点以Mysql为示例，
所以便把它放在了Mysql之后。

什么是事务?

事务是一组原子性的操作序列，操作执行成功的结果使数据库从一种状态变成另一种状态， 且状态是持久的。

事务的四大特性(ACID)

事务的四大特性

  • 原子性(Atomicity): 原子性指事务是一组不可分割的操作，要么全部成功， 要么全部失败，不会出现一个操作成功，一个操作失败的情况。

  • 一致性(Consistency): 一致性指事务对数据库操作前后，数据的完整性没有被破坏。 如用户A给用户B转账，无论转账是否成功，A和B的财产总和是不变的。

  • 隔离性(Isolation): 隔离性指事务与事务之间是相互独立的，互不干扰的， 一个事务的失败，不会影响另一个事务。

  • 持久性(Durability): 持久性指事务对数据库的操作产生的影响应该是持久的，不会因为外部原因而发生改变。

DBMS中实现事务持久性的子系统是什么?

  • 原子性：事务是一组不可分割的操作单元，这组单元要么同时成功要么同时失败（由DBMS的事务管理子系统来实现）；
  • 一致性：事务前后的数据完整性要保持一致（由DBMS的完整性子系统执行测试任务）；
  • 隔离性: 多个用户的事务之间不要相互影响，要相互隔离（由DBMS的并发控制子系统实现）；
  • 持久性:一个事务一旦提交，那么它对数据库产生的影响就是永久的不可逆的，如果后面再回滚或者出异常，都不会影响已提交的事务（由DBMS的恢复管理子系统实现的）

事务的隔离级别

  1. 读未提交(READ UNCOMMITTED): 一个事务读取另一个事务未提交的数据。 如果事务的隔离级别处于读未提交，那么可能产生脏读，换读和不可重复读等现象。

  2. 读已提交(READ COMMITTED): 一个事务读取另一个事务已提交的数据，可以避免脏读， 但是又可能会出现不可重复读和幻读。

  3. 可重复读(REPEATABLE READ): 一个事务没有结束时，它对表中的同一条记录读取的结果都是相同的， 也就避免了不可重复读，但还有可能发生幻读问题。

  4. 串行化(SERIALIZABLE): 串行化是最高的事务隔离级别，完全满足ACID四个特性。 同一时间，数据库只能执行一个事务，事务之间完全互不干扰，这样就防止了脏读，幻读和不可重复读等问题。

PS:但是串行化相当于串行模式，效率是很低的，所以请慎用。

事务的隔离级别 能否解决:脏读 能否解决:不可重复读 能否解决:幻读
RU × × ×
RC √ × ×
RR √ √ ×
S √ √ √

事务隔离级别引发的问题

  • 脏读: 脏读在事务隔离级别为读未提交的时候会出现。脏读指读取到了一个事务还没有提交的数据。

假设某张表的一个字段为money，有一条记录money的值为100。 一个事务A对数据做了修改: money=120，但没有提交。 此时，另一个事务B读取到了A修改但没有提交的数据 money=120，然后事务A回滚了， 使得money仍然为原值100，那么事务B读到的money=120就是脏数据。

使用2个mysql客户端窗口模拟多线程事务导致的脏读:

脏读

设置事务隔离级别为读已提交可以避免脏读发生。

 SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

读已提交:

读已提交&不可重复读

可以看到，虽然读已提交解决了脏读，但是又出现了不可重复读问题。

  • 不可重复读: 不可重复读在事务隔离级别为读已提交时会出现。 不可重复读指一个事务还没有结束时，多次读取同一条数据，可能读取的结果不一样。

假设某张表的一个字段为money，有一条记录money值为100。 一个事务A读取了这条记录为100，此时， 另一个事务B对这条记录做出了修改money=120,并提交了。 当A再次读取money的时候，money为120 。

设置事务隔离级别为可重复读可以避免不可重复读的问题发生。

SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

可重复读:

可重复读

虽然可重复读避免了不可重复读问题，但幻读问题也随之而来。

在说幻读之前,得先讲讲MVCC(Multi-Versioned Concurrency Control)机制。

简单理解:这个机制保证了在某个时间，多个事务读取的是数据库的一个快照版本。

关于MVCC机制可以看这篇文章:MVCC

再来说幻读:

  • 幻读: 了解了MVCC机制之后，再看幻读会觉得豁然开朗。 幻读在隔离级别为可重复读的时候会出现。 可重复读虽然避免了不可重复读的问题，但是它也使得当前事务无法感知其他事务的操作。

假设事务A查询了一张表为空表，此时，另一个事务B插入了一条记录并提交了， 当事务A也要插入记录的时候，却发生了主键冲突的错误，可当事务A再次查询的时候，仍然是空表呀。

幻读: 幻读(快照读)

快照读

解决幻读之前先看看快照读： 快照读就是幻读。

个人理解幻读(快照读)是MVCC机制出现的一种问题。

先来看看另一种情况: 当前读

当前读

为什么上面处于可重复读级别的第一个事务在第一次读取之后，感知不到第二个事务的修改操作。 因为在事务一开启后，事务会选择第一次SELECT(事务开启后的第一次SELECT)的结果作为快照， 此后的读取，都是读取的这个快照版本，即使其他事务更新了数据， 当前事务也认为这个快照是最新版本，所以读取的仍然是快照版本，数据当然一致。 这就揭露了，可重复读实际上是快照读。

那为什么会发生上面当前读的情况?

因为第一个事务开启后，并没有立刻SELECT，也就是在事务一内并不存在快照版本， 那么事务一就会选择记录的最新版本作为结果。 最新的版本是什么时候? 是第二个事务修改数据并提交后，记录的版本也随之修改了，所以第一个事务能够感知到第二个事务的修改操作。

关于 <记录的最新版本>，还是和MVCC机制有关，这部分内容比较复杂，所以建议各位同学仔细阅读。

避免幻读的有2种方式:串行化和加锁。

看看加锁是如何解决幻读的: 锁解决幻读