MySQL 事務初識

MySQL 中的事務？

對 MySQL 來講，事務一般是一組包含對數據庫操做的集合。在執行時，只有在該組內的事務都執行成功，這個事務纔算執行成功，不然就算失敗。MySQL 中，事務支持是在引擎層實現的，像 MySQL 原生的 MyISAM 引擎就不支持事務，這也是被 InooDB 取代的重要緣由。

爲何要有事務呢，舉個例子來講，你的帳戶有 100 元，如今想給朋友轉帳 100 元。其中就會包含兩個很重要的操做，你的帳戶減 100 元，朋友帳戶多 100 元。因爲轉帳過程當中出現失敗是很常見的，假設操做不包含在事務內，你的帳戶減錢操做成功，朋友帳戶加錢操做失敗。就會出現，你的帳戶扣錢，對方沒有收到錢的狀況。

再好比，在發起轉帳操做時，因爲系統須要進行像查詢餘額，計算，更新餘額的操做，若是在等待時間內，又發起了轉帳操做，但目前更新餘額的操做尚未成功，就會出現你的 100 元，能夠給別人轉帳屢次的狀況，這對於銀行來講是確定不容許的。

對於一個事務來講一般要知足四個特性，也就是一般所說的 ACID:

• Atomicity - 保證在一個工做單元（就是一組操做）中全部的操做都執行成功，不然的話當前這個事務就會失敗，以前的操做都被會回滾。

• Consistency - 保證一個事務被成功提交後，數據庫的狀態是從一致性狀態變成另外一個一致性狀態。

• Isolation - 保證每一個事務中的操做時是獨立的，對於其餘事務沒有影響。

• Durability - 對於已經提交的事務，即便在數據庫損壞的狀況下，也不會形成數據的丟失和損壞。

MySQL 中的事務隔離是如何實現的？

當數據庫中有多個事務同時執行時，就可能會出現髒讀，幻讀，不可重複讀的問題，爲了解決這些問題，就出現了"隔離級別"的概念。

事務隔離的問題：

髒讀：事務 A 中訪問了事務 B 中未提交的數據。這裏 Transaction 1 讀到了，Transaction 2 中未提交的年齡數據。

不可重複讀：事務 A 中屢次查詢同一數據，但因爲事務 B 在事務 A 兩次查詢中，修改了改數據的值，致使兩次查詢的結果不同。下面 Transaction 1 中的兩次查詢查詢結果是一致的，第二次讀到的 age 已經被修改的內容。

幻讀：一般發生在事務 B 對事務 A 正在讀取的內容，添加或刪除了一條數據。形成數據莫名出現或者消失的狀況。這裏 Transaction 1 中，兩次查詢的結果並不一致，第二次查詢會多出一條記錄。

事務的隔離級別：

隔離級別	解釋	可能出現的問題
讀未提交	讀未提交是指，一個事務還沒提交時，它作的變動就能被別的事務看到。	髒讀，不可重複讀，幻讀
讀提交	讀提交是指，一個事務提交以後，它作的變動纔會被其餘事務看到。	不可重複讀，幻讀
可重複讀	可重複讀是指，一個事務執行過程當中看到的數據，老是跟這個事務在啓動時看到的數據是一致的。固然在可重複讀隔離級別下，未提交變動對其餘事務也是不可見的。	幻讀
串行化	串行化，顧名思義是對於同一行記錄，「寫」會加「寫鎖」，「讀」會加「讀鎖」。當出現讀寫鎖衝突的時候，後訪問的事務必須等前一個事務執行完成，才能繼續執行。	無

在 MySQL 中 RR 級別引入了間隙鎖，解決了幻讀的問題。

舉一個實際的例子，來看一下這四種隔離級別對應的結果，假設表結構以下：

mysql> create table T(c int) engine=InnoDB;
insert into T(c) values(1);

此時發生的事務以下：

隔離級別	返回結果
讀未提交	V1 是 2。事務 B 雖然尚未提交，可是結果已經被 A 看到了。所以，V二、V3 也都是 2
讀提交	V1 是 1，V2 的值是 2。事務 B 的更新在提交後才能被 A 看到。因此， V3 的值也是 2。
可重複讀	則 V一、V2 是 1，V3 是 2。 V2 仍是 1 的緣由，須要遵循：事務在執行期間看到的數據先後必須是一致的。
串行化	事務 B 執行「將 1 改爲 2」時，會被鎖住。直到事務 A 提交後，事務 B 才能夠繼續執行。因此從 A 的角度看， V一、V2 值是 1，V3 的值是 2。

執行的效率會和執行的級別有關，隔離的越高，效率越低，須要在兩者間尋找平衡。

事務隔離的應用場景？

讀未提交：

1. 這個基本沒人會選擇，連事務都構不成。

讀提交：

1. 通常互聯網公司的隔離級別會選用這個，緣由在：
   • RR 級別下，存在間歇鎖，出現死鎖的概率比 RC 大的多。
   • RR 級別下，條件列未命中索引會鎖表。在 RC 級別下會鎖行。
   • RC 級別下，半一致性特性增長了 update 操做的併發性。

可重複讀：

1. 數據校驗：假設你在管理一個我的銀行帳戶表。一個表存了每月月底的餘額，一個表存了帳單明細。這時候你要作數據校對，也就是判斷上個月的餘額和當前餘額的差額，是否與本月的帳單明細一致。你必定但願在校對過程當中，即便有用戶發生了一筆新的交易，也不影響你的校對結果。這時使用「可重複讀」隔離級別就很方便。事務啓動時的視圖能夠認爲是靜態的，不受其餘事務更新的影響。

串行化：

1. 每次讀操做都會加鎖，性能不佳。

事務隔離的實現？

在實現上，數據庫裏面會建立一個視圖，訪問的時候以視圖的邏輯結果爲準。

• 在可重複讀時的隔離級別下，視圖是在事務啓動時建立的，整個事務存在期間都會用這個視圖。
• 在讀提交的隔離級別下，這個視圖是在每一個 SQL 語句開始執行時建立的。
• 在讀未提交的隔離級別下，會直接返回記錄的最新值，沒有視圖的概念。
• 串行化是直接經過加鎖的方式來避免並行訪問。

注意這個視圖不是用於查詢定義的虛擬表，而是在 InnoDB 中實現 MVCC 用到的一致性讀視圖（consistent read view），用於支持 RC 和 RR 隔離級別的實現。

可重複讀的具體實現：

在 MySQL 中，實際上每條記錄在更新時都會同時記錄一條回滾操做。記錄上的最新值，經過回滾均可以獲得前一個狀態的值。好比一個值 從 1 按照順序，被修改爲 二、三、4 ，就會在回滾日誌中有以下的記錄。

當前最新是 4，在查詢這條記錄時，不一樣時刻啓動的事務會有不一樣的 read-view. 在視圖 A B C 中，記錄值爲 1, 2, 4. 同一條記錄能夠存在多個版本，這就是數據庫多版本併發控制（MVCC）。對於 read-view A 來講，要獲得 1，就必須將當前值依次執行圖中全部的回滾操做獲得。假如，有另一個事務將 4 改爲 5，但對於視圖 A B C 來講，事務是不衝突的。

回滾段的刪除，爲何要避免使用長事務？

既然每一條記錄都會更新是都會產生一條回滾操做記錄，時間一長，確定會佔用大量的存儲空間。那麼系統會在何時刪除這些回滾日誌呢，就是在當前系統裏不存在比該回滾日誌更早的 read-view 時。

但若是系統裏存在着很老的事務視圖。因爲這些事務可能會訪問數據庫裏的任何數據，因此在事務提交以前，全部可能用到的回滾記錄都必須保留，這就可能出現佔用大量存儲空間的狀況。

在 MySQL 5.5 以前，回滾日誌和數據字典一塊兒放在 ibdata 文件裏，即便長事務被提交，回滾段被清理，文件也不會變小。

而且長事務還佔用鎖資源，也可能拖垮整個庫。

MySQL 中事務的啓動方式？

顯式啓動事務：

# 使用 START TRANSACTION 或者 BEGIN 開啓事務：
START TRANSACTION
    [transaction_characteristic [, transaction_characteristic] ...]

transaction_characteristic: {
    WITH CONSISTENT SNAPSHOT
  | READ WRITE
  | READ ONLY
}

BEGIN [WORK]

# 使用 COMMIT 來提交事務
COMMIT [WORK] [AND [NO] CHAIN] [[NO] RELEASE]

# 使用 ROLLBACK 來回滾事務
ROLLBACK [WORK] [AND [NO] CHAIN] [[NO] RELEASE]

隱式啓動事務：

# 設置當前事務的是否自動提交
SET autocommit = {0 | 1}

autocommit 的討論：

• 當 autocommit=0 時，事務啓動後，不會自動關閉直到主動的輸入 COMMIT 或者 ROLLBACK 語句，或者斷開鏈接時，當前事務才結束。
  • 一些客戶端鏈接框架會默認鏈接成功後先執行一個 set autocommit=0 的命令。這就致使接下來的查詢都在事務中，若是是長鏈接，就致使了意外的長事務。
• 當 autocommit=1 時，建議老是以這種方式啓動事務。
  • 若是擔憂多一次交互的問題，可使用 commit work and chain 語法。

多一次交互的問題，若是採用 autocommit=0 的這種方式，不須要每次輸入 begin ，減小了語句的交互次數。

查詢長事務：

select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60

避免長事務的方案：

1. 在開發過程當中，減小事務範圍，少用長事務。若是沒法避免，保證邏輯日誌空間夠用，而且支持動態日誌空間的增加。
2. 監控Innodb_trx表，發現長事務報警。

總結

在開始部分，介紹了 MySQL 中事務的概念，並回顧了事務的 ACID 的特性。接着探討了事務隔離的可能出現的髒讀，不可重複讀以及幻讀的問題，並給出了相應的解決方案-隔離級別。並分析了常見事務隔離的應用場景以及事務隔離的實現方式。

並在最後引出了回滾段的概念，以及爲何要避免使用長事務。並給出了開啓事務的方法。

參考