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3-5-2-并发控制-事务

1. 事务概念

MySQL 事务主要用于处理操作量大 , 复杂度高的数据。比如说 , 在人员管理系统中 , 要删除一个人员 , 即需要删除人员的基本资料 , 又需要删除和该人员相关的信息 , 如信箱 , 文章等等。这样 , 这些数据库操作语句就构成一个事务！

  • 事务是一种机制、一个操作序列 , 包含了一组数据库操作命令 , 并且把所有的命令作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求 , 即这一组数据库命令要么都执行 , 要么都不执行。

  • 事务是一个不可分割的工作逻辑单元 , 在数据库系统上执行并发操作时 , 事务是最小的控制单元。

  • 事务适用于多用户同时操作的数据库系统的场景 , 如银行、保险公司及证券交易系统等等。

  • 事务是通过事务的整体性以保证数据的一致性。

说白了 , 所谓事务 , 它是一个操作序列 , 这些操作要么都执行 , 要么都不执行 , 它是一个不可分割的工作单位。

2. 事务的ACID特点

ACID , 是指在可靠数据库管理系统（DBMS）中 , 事务(transaction)应该具有的四个特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。这是可靠数据库所应具备的几个特性。

  • 原子性: 指事务是一个不可再分割的工作单位 , 事务中的操作要么都发生 , 要么都不发生。

    事务是一个完整的操作 , 事务的各元素是不可分的。 事务中的所有元素必须作为一个整体提交或回滚。 如果事务中的任何元素失败 , 则整个事务将失败。

  • 持久性 : 在事务完成以后 , 该事务所对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中 , 并不会被回滚。

    指不管系统是否发生故障 , 事务处理的结果都是永久的。 一旦事务被提交 , 事务的效果会被永久地保留在数据库中。

  • 隔离性（Isolation） : 指在并发环境中 , 当不同的事务同时操纵相同的数据时 , 每个事务都有各自的完整数据空间。

    对数据进行修改的所有并发事务是彼此隔离的 , 表明事务必须是独立的 , 它不应以任何方式依赖于或影响其他事务。 修改数据的事务可在另一个使用相同数据的事务开始之前访问这些数据 , 或者在另一个使用相同数据的事务结束之后访问这些数据。

  • 一致性（Consistency）: 指在事务开始之前和事务结束以后 , 数据库的完整性约束没有被破坏。

    当事务完成时 , 数据必须处于一致状态。 在事务开始前 , 数据库中存储的数据处于一致状态。 在正在进行的事务中 , 数据可能处于不一致的状态。 当事务成功完成时 , 数据必须再次回到已知的一致状态。

3. 事务的并发问题

  • 脏读(读取未提交数据)

    脏读指的是读到了其他事务未提交的数据 , 未提交意味着这些数据可能会回滚 , 也就是可能最终不会存到数据库中 , 也就是不存在的数据。读到了并一定最终存在的数据 , 这就是脏读。

    比如事务B执行过程中修改了数据X,在未提交前,事务A读取了X,而事务B却回滚了,这样事务A就形成了脏读。 也就是说,当前事务读到的数据是别的事务想要修改成为的但是没有修改成功的数据。

    mariadb-transaction-1

  • 读已提交、不可重复读(前后多次读取 , 数据内容不一致)

    一个事务内两个相同的查询却返回了不同数据。这是由于查询时系统中其他事务修改的提交而引起的。

    事务A第一次查询得到一行记录row1 , 事务B提交修改后 , 事务A第二次查询得到row1 , 但列内容发生了变化。

    mariadb-transaction-2

  • 可重复读、幻读(前后多次读取 , 数据总量不一致)

    一个事务对一个表中的数据进行了修改 , 这种修改涉及到表中的全部数据行。同时 , 另一个事务也修改这个表中的数据 , 这种修改是向表中插入一行新数据。那么 , 操作前一个事务的用户会发现表中还有没有修改的数据行 , 就好象发生了幻觉一样。

    假设事务A对某些行的内容作了更改 , 但是还未提交 , 此时事务B插入了与事务A更改前的记录相同的记录行 , 并且在事务A提交之前先提交了 , 而这时 , 在事务A中查询 , 会发现好像刚刚的更改对于某些数据未起作用 , 但其实是事务B刚插入进来的 , 让用户感觉很魔幻 , 感觉出现了幻觉 , 这就叫幻读

    mariadb-transaction-3

    原因：因为mysql数据库读取数据时 , 是将数据放入缓存中 , 当事务B对数据库进行操作：例如删除所有数据且提交时 , 事务A同样能访问到数据 , 这就产生了幻读。

  • 丢失更新

    两个事务同时读取同一条记录 , A先修改记录 , B也修改记录（B不知道A修改过） , B提交数据后B的修改结果覆盖了A的修改结果。

    A  30 ->40 事务 先完成
B  30 ->50 事务 后完成
B的事务结果会覆盖A的事务结果 , 最终值为50

4. 事务的隔离级别

4.1 隔离级别基础

隔离级别

脏读

不可重复读

幻读

加读锁

读未提交

可以出现

可以出现

可以出现

否

读提交

不允许出现

可以出现

可以出现

否

可重复读

不允许出现

不允许出现

可以出现

否

序列化

不允许出现

不允许出现

不允许出现

是

隔离级别 脏读 不可重复读 读未提交 读提交 可以出现 不允许出现 可以出现 幻读 可以出现 加读锁 否 可以出现 可重复读 序列化 不允许出现 不允许出现 不允许出现 READ UNCOMMITTED 可读取到未提交数据 , 产生脏读 READ COMMITTED 不允许出现 可以出现 可以出现 不允许出现 否 否 是

  • read uncommitted : 读取尚未提交的数据 ,不解决脏读 , 允许脏读 , 其他事务只要修改了数据未提交也能读取。即使未提交 , 本事务也能看到修改后的数据值。也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数据。

    • 安全性最差 但性能最好 （不使用）

    • 三种并发问题都没解决。

  • read committed (提交读）：读取已经提交的数据 , 可以解决脏读

    • 只能读取到已经提交的数据。

    • Oracle等多数数据库默认都是该级别(不重复读)。

    • 安全性较差 性能较好 （oracle 数据库 默认就是这种）

  • repeatable read(可重复读）：重读读取 , 可以解决脏读 和 不可重复读

    • mysql默认的可重复读。

    • 无论其他事务是否修改并提交了数据 , 在这个事务中看到的数据值始终不受其他事务影响

    • 安全性较高 , 性能较差 （mysql 默认的就是这种）

  • serializable(串行化)：可以解决脏读、不可重复读和虚读

    • 相当于锁表

    • 完全串行化的读 , 每次读都需要获得表级共享锁 , 读写相互都会阻塞。

    • 安全性高 、性能差 （ 不使用）

    • mysql默认的事务处理级别是 repeatable read

    • 而Oracle和SQL Server是 read committed 。

MVCC和事务的隔离级别 :

MVCC（多版本并发控制机制）只在REPEATABLE READ和READ COMMITTED两个隔离级别下工作。其 他两个隔离级别都和MVCC不兼容,因为READ UNCOMMITTED总是读取最新的数据行 , 而不是符合当前 事务版本的数据行。而SERIALIZABLE则会对所有读取的行都加锁

4.2 隔离级别设置

  1. 查询全局事务隔离级别

    show global variables like '%isolation%';
SELECT @@global.tx_isolation;

  2. 查询会话事务隔离级别

    show session variables like '%isolation%';
SELECT @@session.tx_isolation; 
SELECT @@tx_isolation;
​
SET tx_isolation='READ-UNCOMMITTED|READ-COMMITTED|REPEATABLE-READ|SERIALIZABLE'

  3. 设置全局事务隔离级别

    set global transaction isolation level read committed;

  4. 设置会话事务隔离级别

    set session transaction isolation level read committed;

  5. 修改服务器变量

    MariaDB [first_db]> set @@session.tx_isolation='read-uncommitted';
Query OK, 0 rows affected (0.001 sec)
 
MariaDB [first_db]> select @@session.tx_isolation;               
+------------------------+
| @@session.tx_isolation |
+------------------------+
| READ-UNCOMMITTED       |
+------------------------+
1 row in set (0.001 sec)

  6. 服务器选项中指定

    vim /etc/my.cnf
 [mysqld]
 transaction-isolation=SERIALIZABLE

5. 事务控制语句

BEGIN 或 START TRANSACTION：显式地开启一个事务。
​
COMMIT 或 COMMIT WORK：提交事务 , 并使已对数据库进行的所有修改变为永久性的。
​
ROLLBACK 或 ROLLBACK WORK：回滚会结束用户的事务 , 并撤销正在进行的所有未提交的修改。
​
SAVEPOINT S1：使用 SAVEPOINT 允许在事务中创建一个回滚点 , 一个事务中可以有多个 SAVEPOINT；“S1”代表回滚点名称。
​
ROLLBACK TO [SAVEPOINT] S1：把事务回滚到标记点。

创建一个表 , 作为后面实验测试的数据

create database SCHOOL;
use SCHOOL;

create table info(  
id int(10) primary key not null,  
name varchar(40),  
money double  
);

insert into info values(1,'A',1000);  
insert into info values(2,'B',1000); 
select * from info;

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5.1 测试提交事务

begin;
#开启事务

update info set money=money - 100 where name='A';
#修改数据

select * from info;
#查看数据表内容

commit;
#提交事务
#若是没有提交事务 , 重新登陆后 , 修改的数据没有保存

exit;
#退出

mysql -uroot -p123456
#重新登陆

use school;
#切换数据库
select * from info;
#此时查询数据表 , 表内数据是修改后的内容

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5.2 测试回滚事务

begin;
#开启事务

update info set money=money + 220 where id=2;
#修改数据

select * from info;
#查看表中数据内容

rollback;
#回滚

select * from info;
#查看表中数据内容（恢复到修改数据之前）

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5.3 测试多点回滚

begin;
#开启事务

select * from info;
#查询表中数据内容

update info set money=money+200 where id=1;
#修改数据

savepoint S1;
#创建回滚点S1

update info set money=money-100 where id=2;
#修改数据

savepoint S2;
#创建回滚点S2

insert into info values(3,'C',1000);
#插入新的记录

savepoint S3;
#创建回滚点S3

select * from info;
#查询表中数据内容

rollback to S2;
#回滚到标记点S2

select * from info;
#查询表中数据内容（表中没有新插入的记录）

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5.4 使用 set 设置控制事务

SET AUTOCOMMIT=0;
#禁止自动提交

SET AUTOCOMMIT=1;
#开启自动提交 , Mysql默认为1

SHOW VARIABLES LIKE 'AUTOCOMMIT';
#查看Mysql中的AUTOCOMMIT值

  • 如果没有开启自动提交 , 当前会话连接的mysql的所有操作都会当成一个事务直到你输入rollback|commit;当前事务才算结束。当前事务结束前新的mysql连接时无法读取到任何当前会话的操作结果。

  • 如果开起了自动提交 , mysql会把每个sql语句当成一个事务 , 然后自动的commit。

  • 当然无论开启与否 , begin; commit|rollback; 都是独立的事务。

show variables like 'autocommit';
#查看mysql中的autocommit值

set autocommit=0;
#禁止自动提交

show variables like 'autocommit';
#查看mysql中的autocommit值

insert into info values(4,'D',2000);
#表中插入记录

select * from info;
#查看数据表内容

exit
#退出

mysql -uroot -p123456
#重新登陆mysql

use school;
#切换数据库

select * from infoe;
#查看数据表内容（插入表中的数据没有保存）

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参考链接

MySQL事务【详解-最新的总结】


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