Mysql数据库事务

一、前言

MySQL 事务主要用于处理操作量大，复杂度高的数据。比如说：银行系统，一个人转钱给另外一个人，这个过程应该放到一个事务中，不能因为其中一个环节失败，而导致钱的丢失，要么全部成功，要么全部失败。

下面带大家了解下数据库事务的特点、事务的隔离级别以及并发事务所带来的问题等等。

二、正文

1.事务的四个特性？

从业务角度出发，对数据库的一组操作要求保持4个特征：

为了更好地理解ACID，以银行账户转账为例：

1START TRANSACTION;
2SELECT balance FROM checking WHERE customer_id = 10233276;
3UPDATE checking SET balance = balance - 200.00 WHERE customer_id = 10233276;
4UPDATE savings SET balance = balance + 200.00 WHERE customer_id = 10233276;
5COMMIT;
6
7

ACID 之间的关系

事务的 ACID 特性概念很简单，但不好理解，主要是因为这几个特性不是一种平级关系：

2.并发事务带来的问题

例如：

T1 和 T2 两个事务都对一个数据进行修改，T1 先修改，T2 随后修改，T2 的修改覆盖了 T1 的修改。

列如：

T1 修改一个数据，T2 随后读取这个数据。如果 T1 撤销了这次修改，那么 T2 读取的数据是脏数据。

注：在 InnoDB 存储引擎中，SELECT 操作的不可重复读问题通过 MVCC 得到了解决，而 UPDATE、DELETE 的不可重复读问题是通过 Record Lock (行锁) 解决的，INSERT 的不可重复读问题是通过 Next-Key Lock（Record Lock + Gap Lock）解决的。

例如：

T2 读取一个数据，T1 对该数据做了修改。如果 T2 再次读取这个数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。

幻读和不可重复读的区别：

并发事务处理带来的问题的解决办法：

(1)一种是加锁：在读取数据前，对其加锁，阻止其他事务对数据进行修改。

(2)另一种是数据多版本并发控制（MultiVersion Concurrency Control，简称 MVCC 或 MCC），也称为多版本数据库：不用加任何锁， 通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照 （Snapshot)， 并用这个快照来提供一定级别 （语句级或事务级） 的一致性读取。从用户的角度来看，好象是数据库可以提供同一数据的多个版本。

更详细的关于MVCC讲解请看：MVCC详解

SQL标准定义了4类隔离级别，每一种级别都规定了一个事务中所做的修改，哪些在事务内和事务间是可见的，哪些是不可见的。低级别的隔离级一般支持更高的并发处理，并拥有更低的系统开销。

3.事务的隔离级别

第1级别：Read Uncommitted(未提交读)

(1)脏读(Dirty Read)：读取到了未提交的数据。

(2)不可重复读

(3)幻影读

第2级别：Read Committed(提交读)

(1)不可重复读(Nonrepeatable Read)：不可重复读意味着我们在同一个事务中执行完全相同的select语句时可能看到不一样的结果。导致这种情况的原因可能有：

? (1)有一个交叉的事务有新的commit，导致了数据的改变;

? (2)一个数据库被多个实例操作时,同一事务的其他实例在该实例处理其间可能会有新的commit

(2)幻影读

第3级别：Repeatable Read(可重复读)

第4级别：Serializable(可串行化)

隔离级别和会导致的问题的比较

各具体数据库并不一定完全实现了上述 4 个隔离级别，例如：

上面提到了提到了行锁(Record Lock)，间隙锁（Gap Lock）等，下面来详细说下。

4.锁算法

Record Lock（行锁）

锁定一个记录上的索引，而不是记录本身。

如果表没有设置索引，InnoDB 会自动在主键上创建隐藏的聚簇索引，因此 Record Locks 依然可以使用。

Gap Lock（间隙锁）

锁定索引之间的间隙，但是不包含索引本身。例如当一个事务执行以下语句，其它事务就不能在 t.c 中插入 15。

1SELECT c FROM t WHERE c BETWEEN 10 and 20 FOR UPDATE;
2
3

Next-Key Lock

它是 Record Locks 和 Gap Locks 的结合，不仅锁定一个记录上的索引，也锁定索引之间的间隙。例如一个索引包含以下值：10, 11, 13, and 20，那么就需要锁定以下区间：

1(-∞, 10]
2(10, 11]
3(11, 13]
4(13, 20]
5(20, +∞)
6
7

在 InnoDB 存储引擎中，SELECT 操作的不可重复读问题通过 MVCC 得到了解决，而 UPDATE、DELETE 的不可重复读问题通过 Record Lock 解决，INSERT 的不可重复读问题是通过 Next-Key Lock（Record Lock + Gap Lock）解决的。

5.事务日志？

事务日志可以帮助提高事务效率：

目前来说，大多数存储引擎都是这样实现的，我们通常称之为预写式日志（Write-Ahead Logging），修改数据需要写两次磁盘。

Mysql中的事务实现原理

事务的实现是基于数据库的存储引擎。不同的存储引擎对事务的支持程度不一样。mysql中支持事务的存储引擎有innoDB和NDB。

innoDB是mysql默认的存储引擎，默认的隔离级别是RR（Repeatable Read），并且在RR的隔离级别下更进一步，通过多版本并发控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control ）解决不可重复读问题，加上间隙锁（也就是并发控制）解决幻读问题。因此innoDB的RR隔离级别其实实现了串行化级别的效果，而且保留了比较好的并发性能。

事务的隔离性是通过锁实现，而事务的原子性、一致性和持久性则是通过事务日志实现。说到事务日志，不得不说的就是redo和undo。

1.redo log

在innoDB的存储引擎中，事务日志通过重做(redo)日志和innoDB存储引擎的日志缓冲(InnoDB Log Buffer)实现。事务开启时，事务中的操作，都会先写入存储引擎的日志缓冲中，在事务提交之前，这些缓冲的日志都需要提前刷新到磁盘上持久化，这就是DBA们口中常说的“日志先行”(Write-Ahead Logging)。当事务提交之后，在Buffer Pool中映射的数据文件才会慢慢刷新到磁盘。此时如果数据库崩溃或者宕机，那么当系统重启进行恢复时，就可以根据redo log中记录的日志，把数据库恢复到崩溃前的一个状态。未完成的事务，可以继续提交，也可以选择回滚，这基于恢复的策略而定。

在系统启动的时候，就已经为redo log分配了一块连续的存储空间,以顺序追加的方式记录Redo Log,通过顺序IO来改善性能。所有的事务共享redo log的存储空间，它们的Redo Log按语句的执行顺序，依次交替的记录在一起。如下一个简单示例：

记录1：

记录2：

记录3：

记录4：

记录5：

2.undo log

undo log主要为事务的回滚服务。在事务执行的过程中，除了记录redo log，还会记录一定量的undo log。undo log记录了数据在每个操作前的状态，如果事务执行过程中需要回滚，就可以根据undo log进行回滚操作。单个事务的回滚，只会回滚当前事务做的操作，并不会影响到其他的事务做的操作。

以下是undo+redo事务的简化过程

假设有2个数值，分别为A和B,值为1，2

start transaction;

记录 A=1 到undo log;

update A = 3；

记录 A=3 到redo log；

记录 B=2 到undo log；

update B = 4；

记录B = 4 到redo log；

将redo log刷新到磁盘

commit

在1-8的任意一步系统宕机，事务未提交，该事务就不会对磁盘上的数据做任何影响。如果在8-9之间宕机，恢复之后可以选择回滚，也可以选择继续完成事务提交，因为此时redo log已经持久化。若在9之后系统宕机，内存映射中变更的数据还来不及刷回磁盘，那么系统恢复之后，可以根据redo log把数据刷回磁盘。

所以，redo log其实保障的是事务的持久性和一致性，而undo log则保障了事务的原子性。

5.Mysql中的事务使用

MySQL的服务层不管理事务，而是由下层的存储引擎实现。比如InnoDB。

MySQL支持本地事务的语句：

1START TRANSACTION | BEGIN [WORK] 
2COMMIT [WORK] [AND [NO] CHAIN] [[NO] RELEASE] 
3ROLLBACK [WORK] [AND [NO] CHAIN] [[NO] RELEASE] 
4SET AUTOCOMMIT = {0 | 1}
5
6

事务使用注意点：

务类型的表进行特别的处理，因为 COMMIT、ROLLBACK 只能对事务类型的表进行提交和回滚。

不同的 SAVEPOINT。需要注意的是，如果定义了相同名字的 SAVEPOINT，则后面定义的SAVEPOINT 会覆盖之前的定义。对于不再需要使用的 SAVEPOINT，可以通过 RELEASE SAVEPOINT 命令删除 SAVEPOINT， 删除后的 SAVEPOINT， 不能再执行 ROLLBACK TO SAVEPOINT命令。

自动提交（autocommit）：

Mysql默认采用自动提交模式，可以通过设置autocommit变量来启用或禁用自动提交模式

InnoDB在事务执行过程中mysql数据库，使用两阶段锁协议：

随时都可以执行锁定，InnoDB会根据隔离级别在需要的时候自动加锁；

锁只有在执行commit或者rollback的时候才会释放，并且所有的锁都是在同一时刻被释放。

InnoDB也支持通过特定的语句进行显示锁定（存储引擎层）：

1select ... lock in share mode //共享锁 
2select ... for update //排他锁 
3
4

MySQL Server层的显示锁定：

1lock table和unlock table
2
3

三、总结

本章首先数据库事务的4个特性，然后讲解了并发事务带来的问题，事务的隔离级别以及每种级别下所产生的问题，最后介绍了事务日志和事务的实现原理。

最后引用我很佩服的一个人经常说的话：你知道的越多，你不知道的越多！

文章参考：

（编辑：广州站长网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!