mysql(二) mysql事務概念和隔離級別

(一)什麼是事務:

   事務應該具有4個屬性:原子性、一致性、隔離性、持久性。這四個屬性通常稱爲ACID特性。任何事務機制在實現時,都應該考慮事務的ACID特性,包括:本地事務、分佈式事務,即使不能都很好的滿足,也要考慮支持到什麼程度。

(二)ACID:

   ACID 理論是對事務特性的抽象和總結,方便我們實現事務。你可以理解成:如果實現了操作的 ACID 特性,那麼就實現了事務。ACID的具體含義詳述如下。

原子性(Atomicity):原子性是指單個事務本身涉及到的數據庫操作,要麼全部成功,要麼全部失敗,不存在完成事務中一部分操作的可能。以上文說的轉賬爲例,就是要麼操作全部成功,A的錢少了,B的錢多了;要麼就是全部失敗,AB保持和原來一直的數目。
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一致性(Consistency):事務必須是使數據庫從一個一致性狀態變到另一個一致性狀態,事務的中間狀態不能被觀察到的。還是以轉賬爲例,原來AB賬戶的錢加一起是1000,相互轉賬完成時候彼此還是1000,所以一致性理解起來就是事務執行前後的數據狀態是穩定的,對於轉賬就是金額穩定不變,對於其他的事務操作就是事務執行完成之後,數據庫的狀態是正確的,沒有髒數據。

隔離性(isolation):一個事務的執行不能被其他事務干擾。即一個事務內部的操作及使用的數據對併發的其他事務是隔離的,併發執行的各個事務之間不能互相干擾。隔離性側重於多個事務之間的特性,也就是說多個事務之間是沒有相互影響的比如A給B轉賬和B給C轉賬這兩個事務是沒有影響的(這裏B給C轉賬如果和A給B轉賬的事務同時進行的時候,B的金額正確性問題保證就要看隔離級別了)。

持久性(durability):持久性也稱永久性(permanence),指一個事務一旦提交,它對數據庫中數據的改變就應該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應該對其有任何影響。

(三)事務的隔離級別:

   在多個事務併發操作數據庫(多線程、網絡併發等)的時候,如果沒有有效的避免機制,就會出現髒讀、不可重複讀和幻讀這3種問題。

髒讀(Dirty Read):

A事務讀取B事務尚未提交的數據,此時如果B事務由於某些原因執行了回滾(commit後是不能rollback的)操作,那麼A事務讀取到的數據就是髒數據(沒有第二次讀取,還是讀取的B事務沒有rollback前的數據)。

參考下圖,事務A讀取到了事務B未提交的記錄。
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不可重複讀(Nonrepeatable Read):

一個事務內前後多次讀取,數據內容不一致。在這個事務還沒有結束時,另外一個事務也訪問該同一數據。那麼,在第一個事務中的兩次讀數據之間,由於第二個事務的修改,那麼第一個事務兩次讀到的的數據可能是不一樣的(A第一次讀取B未修改的數據,第二次讀取時B已經修改)。這樣在一個事務內兩次讀到的數據是不一樣的,因此稱爲是不可重複讀。

參考下圖,事務A讀取到的name可能爲“張三”,也可能爲“李四”。
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幻讀(Phantom Read):

一個事務內前後多次讀取,數據總量不一致。參考下圖,事務A在執行讀取操作,需要兩次統計數據的總量,前一次查詢數據總量後,此時事務B執行了新增數據的操作並提交後,這個時候事務A讀取的數據總量和之前統計的不一樣,就像產生了幻覺一樣,平白無故的多了幾條數據,成爲幻讀。
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   不可重複讀和幻讀有些相似,兩者的區別在於:不可重複讀的重點在於修改,同樣的條件, 你讀取過的數據,再次讀取出來發現值不一樣了;而幻讀的重點在於新增或者刪除(參考MySQL官網https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-next-key-locking.html對幻讀的定義,記錄的減少也應該算是幻讀),同樣的條件, 第 1 次和第 2 次讀出來的記錄數不一樣。

(三)隔離級別:

   事務的隔離性是指多個併發的事務同時訪問一個數據庫時,一個事務不應該被另一個事務所幹擾,每個併發的事務間要相互進行隔離。SQL 標準定義了以下四種隔離級別:

  • 讀未提交(Read Uncommitted):一個事務可以讀取到另一個事務未提交的修改。這種隔離級別是最弱的,可能會產生髒讀,幻讀,不可重複讀的問題。
  • 讀已提交(Read Committed):一個事務只能讀取另一個事務已經提交的修改。其避免了髒讀,仍然存在不可以重複讀和幻讀的問題。SQL Server和Oracle的默認隔離級別就是這個。
  • 重複讀(Repeated Read):同一個事務中多次讀取相同的數據返回的結果是一樣的。其避免了髒讀和不可重複讀問題,但是幻讀依然存在。MySQL中的默認隔離級別就是這個,不過MySQL通過多版本併發控制(MVCC)、Next-key
    Lock等技術解決了幻讀問題。
  • 串行化(Serializable):這是數據庫最高的隔離級別,這種級別下,事務“串行化順序執行”,也就是一個一個排隊執行。在這種級別下,髒讀、不可重複讀、幻讀都可以被避免,但是執行效率奇差,性能開銷也最大。

事務的隔離級別和髒讀、不可重複讀、幻讀的關係總結如下表所示:
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