輕鬆獲知數據庫事務

時間  2020-09-14
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  • 事務做用數據庫

  • 事務流程服務器

  • 隔離級別ide

  • 實例驗證atom

事務做用
spa

    事務是確保數據庫系統數據的完整性的功能，如如今互聯網行業支付業務，無論服務器出於什麼緣由異常中斷，客戶要麼支付成功要麼支付不成功，支付成功數據庫金額即會發生變化，支付不成功客戶的金額就不發生變化，確保了交易業務的穩定性。支持事物的引擎必須知足ACID，知足ACID後才能知足事物，另外事物的回滾或恢復主要靠事物日誌來完成，ACID含義分別以下：操作系統

    A:atomicity(原子性)：整個事物中全部的操做爲命令執行最小單元，所有執行、執行一半失敗回滾或失敗回滾；
線程

    C:consistency(一致性)：數據庫從一個狀態轉化爲另一個狀態，狀態在轉化前和轉換後一致；rest

    I:isolation(隔離性)：一個事物所作出的操做在提交以前，是不能被其餘所見，所以隔離就出現多種隔離級別，具體包括read-uncommitted讀爲提交、read-committed讀提交、repeatable-read可重複讀和serializable串行化；
日誌

    D:durability(持久性)：一旦事物提交，所作的會永久性保存數據庫中。

事務流程

    事務的工做流程具體可見下圖

    事物1.png

圖1-1 事物工做流程

    由上圖可知，當數據庫經過start transaction啓動一個事物，啓動事物後對數據庫進行一系列的操做，最後提交事物，提交事物又有兩種，第一種爲commit提交，第二種rollback回滾，一旦提交事物數據庫即處於新的狀態保持持久性。另外在防止數據庫在事物提交後數據從內存寫入磁盤時，操做系統異常掉電致使沒法保存，而啓用日誌功能，只要啓用事物日誌功能，事物先在磁盤連續空間寫寫日誌，而後經過內存同步到磁盤，確保萬一內存同步磁盤時機器異常掉電，經過事物日誌進行恢復數據庫數據。

隔離級別

    隔離級別(INNODB默認隔離級別爲repeatable read)：

    READ UNCOMMITTED(讀未提交)：此種隔離級別帶來問題有髒讀和不可重複讀。

    READ COMMITTED(讀提交)：此種隔離級別解決了髒讀，但仍然有不可重複度。

    REPEATABLE READ(可重讀)：此種隔離級別解決了髒讀和不可重複讀，帶來問題幻讀。

    SERIALIZABLE(可串行化)：此種隔離級別解決了髒讀、不可重複度和幻讀，但帶來的問題是加鎖讀。

    問題解釋：

    髒讀：當用戶A修改數據但未提交，此時B用戶讀A修改後的數據，可是A用戶將數據進行rollback回滾，所以B用戶看到的是錯誤的數據；

    不可重複讀：如用戶A啓動一個事務設置某一值設爲ON，經查詢已經爲ON狀態，但B用戶修改數值爲OFF並提交，此時用戶A再次查詢時發現值又爲OFF，或者數據庫中又多了一條語句，表現爲在同一事務中每次查詢數據庫老是不一致；

    幻讀：當用戶A用戶在同一事務中看到某一值爲ON，用戶B已經將值修改成OFF，而且已經提交，用戶B看到的值爲OFF，但用戶A在此事務中一直看到的爲ON，底層數據確實被修改成OFF，所以就體現了幻讀，除非提交後再次生成一個事務查看值才爲OFF；

    加鎖讀：讀數據時加鎖，此時別人沒法再讀。

實例驗證

    根據理論概述，進行驗證事物的工做流程和隔離級別，確保透徹瞭解事物的原理，具體操做以下

MariaDB [(none)]> show processlist;                                      #查看數據庫的進程列表，顯示有兩終端鏈接
+----+------+-----------+------+---------+------+-------+------------------+----------+
| Id | User | Host      | db   | Command | Time | State | Info             | Progress |
+----+------+-----------+------+---------+------+-------+------------------+----------+
|  2 | root | localhost | NULL | Sleep   |   23 |       | NULL             |    0.000 |
| 10 | root | localhost | NULL | Query   |    0 | NULL  | show processlist |    0.000 |
+----+------+-----------+------+---------+------+-------+------------------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)
MariaDB [(none)]> show global variables like 'tx_isolation';           #驗證事物的隔離級別
+---------------+-----------------+
| Variable_name | Value           |
+---------------+-----------------+
| tx_isolation  | REPEATABLE-READ |
+---------------+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

    驗證隔離級別 READ UNCOMMITTED（存在髒讀、不可重複讀）

    第一步：建立表並插入數據

MariaDB [test]> create table employee(id int,name varchar(20),age char(3));                             #建立表
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> insert into employee  values(1,'tangseng',38),(2,'sunwukong',505),(3,'zhubajie',485),(4,'shaheshang',408);      #給表中添加用戶
Query OK, 4 rows affected (0.01 sec)
Records: 4  Duplicates: 0  Warnings: 0

     第二步：在兩個數據庫鏈接線程的會話變量中設置隔離級別爲READ-UNCOMMITTED

會話1
MariaDB [(none)]> set tx_isolation='READ-UNCOMMITTED';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> start transaction;                 #開啓事物
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
會話2
MariaDB [(none)]> set tx_isolation='READ-UNCOMMITTED';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [(none)]>
MariaDB [test]> start transaction;                 #開啓事物
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

    第三步：兩邊同時啓用事物,其中會話1添加bailongma，但不提交，在會話2上查看驗證

會話1                     #插入數據但未提交，會話2上查詢後驗證
MariaDB [test]> insert into employee values(5,'bailongma',300);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
會話2                     #經查詢驗證會話1還沒有提交已經能夠讀取，若會話1回滾，會話2讀取數據爲髒數據
MariaDB [test]> select * from employee;
+------+------------+------+
| id   | name       | age  |
+------+------------+------+
|    1 | tangseng   | 38   |
|    2 | sunwukong  | 505  |
|    3 | zhubajie   | 485  |
|    4 | shaheshang | 408  |
|    5 | bailongma  | 300  |
+------+------------+------+
5 rows in set (0.00 sec)

    驗證隔離級別READ-COMMITTED（解決髒讀問題，存在不可重複讀）

    第一步：建立表並插入數據

MariaDB [test]> create table employee(id int,name varchar(20),age char(3));                             #建立表
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> insert into employee  values(1,'tangseng',38),(2,'sunwukong',505),(3,'zhubajie',485),(4,'shaheshang',408);      #給表中添加用戶
Query OK, 4 rows affected (0.01 sec)
Records: 4  Duplicates: 0  Warnings: 0

     第二步：在兩個數據庫鏈接線程的會話變量中設置隔離級別爲READ-COMMITTED

會話1
MariaDB [(none)]> set tx_isolation='READ-COMMITTED';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> start transaction;              #開啓事務
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
會話2
MariaDB [(none)]> set tx_isolation='READ-COMMITTED';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> start transaction;              #開啓事務
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

    第三步：在兩個鏈接數據庫的線程進程添加bailongma，但不提交進行驗證

會話1
MariaDB [test]> insert into employee values(5,'bailongma',305);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
會話2              #在會話1未提交時，會話2是沒法讀取數據
MariaDB [test]> select * from employee;
+------+------------+------+
| id   | name       | age  |
+------+------------+------+
|    1 | tangseng   | 38   |
|    2 | sunwukong  | 505  |
|    3 | zhubajie   | 485  |
|    4 | shaheshang | 408  |
+------+------------+------+
4 rows in set (0.00 sec)

    第四步：在連會話1上進行提交，而後在會話2上進行驗證

會話1
MariaDB [test]> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
會話2                 
MariaDB [test]> select * from employee;
+------+------------+------+
| id   | name       | age  |
+------+------------+------+
|    1 | tangseng   | 38   |
|    2 | sunwukong  | 505  |
|    3 | zhubajie   | 485  |
|    4 | shaheshang | 408  |
|    5 | bailongma  | 305  |
+------+------------+------+
5 rows in set (0.00 sec)    #說明讀提交能夠解決髒讀的問題

    驗隔離級別REPEATABLE READ(解決髒讀和重複讀的問題，帶來新的問題幻讀)

    第一步：建立表並插入數據

MariaDB [test]> create table employee(id int,name varchar(20),age char(3));                             #建立表
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> insert into employee  values(1,'tangseng',38),(2,'sunwukong',505),(3,'zhubajie',485),(4,'shaheshang',408);      #給表中添加用戶
Query OK, 4 rows affected (0.01 sec)
Records: 4  Duplicates: 0  Warnings: 0

    第二步：在兩個數據庫鏈接線程的會話變量中設置隔離級別爲REPEATABLE-READ

會話1
MariaDB [(none)]> set tx_isolation='REPEATABLE-READ';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> start transaction;              #開啓事務
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
會話2
MariaDB [(none)]> set tx_isolation='REPEATABLE-READ';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> start transaction;              #開啓事務
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

    第三步：先會話2中開啓一個事物查詢表中數據，而後在會話1中添加bailongma用戶，再次在會話2中的同一事務中查看錶中數據（發現會話1中數據已經發生變化，會話2的同一事物中任然是以前的數據，所以解決了事物的可重複讀）

會話2           #開啓一個事物並查詢表中數據
MariaDB [test]> select * from employee;
+------+------------+------+
| id   | name       | age  |
+------+------------+------+
|    1 | tangseng   | 38   |
|    2 | sunwukong  | 505  |
|    3 | zhubajie   | 485  |
|    4 | shaheshang | 408  |
+------+------------+------+
4 rows in set (0.00 sec)
會話1        #添加bailongma數據後，提交併查詢
MariaDB [test]> insert into employee values(5,'bailongma',305);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [test]> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> select * from employee;
+------+------------+------+
| id   | name       | age  |
+------+------------+------+
|    1 | tangseng   | 38   |
|    2 | sunwukong  | 505  |
|    3 | zhubajie   | 485  |
|    4 | shaheshang | 408  |
|    5 | bailongma  | 305  |
+------+------------+------+
5 rows in set (0.00 sec)
會話2      #在會話2上再次查詢，結果任然是4條數據，緣由是會話2上的事物並未提交，而且解決了可重複讀，所以只能看到4條，除非提交事物後再次查詢；
MariaDB [test]> select * from employee;
+------+------------+------+
| id   | name       | age  |
+------+------------+------+
|    1 | tangseng   | 38   |
|    2 | sunwukong  | 505  |
|    3 | zhubajie   | 485  |
|    4 | shaheshang | 408  |
+------+------------+------+
4 rows in set (0.00 sec)
MariaDB [test]> select * from employee;
+------+------------+------+
| id   | name       | age  |
+------+------------+------+
|    1 | tangseng   | 38   |
|    2 | sunwukong  | 505  |
|    3 | zhubajie   | 485  |
|    4 | shaheshang | 408  |
|    5 | bailongma  | 305  |
+------+------------+------+
5 rows in set (0.00 sec)

    驗隔離級別SERIALIZABLE(解決重複讀的問題，需注意每次操做都須要重啓新的事物和提交，由於有加鎖，一個事物只能是一組語句)

     第一步：建立表並插入數據

MariaDB [test]> create table employee(id int,name varchar(20),age char(3));                             #建立表
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> insert into employee  values(1,'tangseng',38),(2,'sunwukong',505),(3,'zhubajie',485),(4,'shaheshang',408);      #給表中添加用戶
Query OK, 4 rows affected (0.01 sec)
Records: 4  Duplicates: 0  Warnings: 0

    第二步：在兩個數據庫鏈接線程的會話變量中設置隔離級別爲SERIALIZABLE

會話1
MariaDB [(none)]> set tx_isolation='SERIALIZABLE';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> start transaction;              #開啓事物
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
會話2
MariaDB [(none)]> set tx_isolation='SERIALIZABLE';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [test]> start transaction;              #開啓事物
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

    第三步：當會話1上進行插入bailongma用戶前，在會話2上進查詢並提交，會話1添加bailongma並提交，而後再次在會話2上進行查詢

會話1       #添加用戶後，並未提交
MariaDB [test]> insert into employee values(5,'bailongma',305);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
會話2       #在會話1上未提交時，會話1對錶進行加鎖，所以會話2上時沒法查詢，所以解決幻讀
MariaDB [test]> select * from employee;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
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