事务初探

为啥要引入事务

• 事务是一个独立的工作单元

• 事务内的语句要么全部执行成功，要么全部失败

• 保持数据一致性

事务的ACID特性

事务拥有四个重要的特性（ACID）：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）

• 原子性Atomicity

  事务开始后所有操作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错，会回滚到事务开始前的状态，所有的操作就像没有发生一样

• 一致性Consistency

  指事务将数据库从一种状态转变为另一种一致的的状态。事务开始前和结束后，数据库的完整性约束没有被破坏。例如工号带有唯一属性，如果经过一个修改工号的事务后，工号变的非唯一了，则表明一致性遭到了破坏。

• 隔离性Isolation

  要求每个读写事务的对象对其他事务的操作对象能互相分离，即该事务提交前对其他事务不可见。 也可以理解为多个事务并发访问时，事务之间是隔离的，一个事务不应该影响其它事务运行效果。这指的是在并发环境中，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。由并发事务所做的修改必须与任何其他并发事务所做的修改隔离。例如一个用户在更新自己的个人信息的同时，是不能看到系统管理员也在更新该用户的个人信息（此时更新事务还未提交）。

  注：MySQL 通过锁机制来保证事务的隔离性。

• 持久性Durability

  事务一旦提交，则其结果就是永久性的。即使发生宕机的故障，数据库也能将数据恢复，也就是说事务完成后，事务对数据库的所有更新将被保存到数据库，不能回滚。这只是从事务本身的角度来保证，排除 RDBMS（关系型数据库管理系统，例如 Oracle、MySQL 等）本身发生的故障。

  注：MySQL 使用 redo log 来保证事务的持久性

MySQL事务的四种隔离级别

Refer: https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-transaction-isolation-levels.html

Trade-off：隔离级别越高，效率越低

MySQL中事务相关常用命令

1. 显式开启事务

   BEGIN;
   START TRANSACTION;
   

2. 事务提交语句

   COMMIT
   

3. 事务回滚语句

   ROLLBACK;
   

4. 查看当前隔离级别

   SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
   select @@tx_isolation;
   

5. 设置事务语句

   SET [GLOBAL | SESSION] TRANSACTION
       transaction_characteristic [, transaction_characteristic] ...
   
   transaction_characteristic: {
       ISOLATION LEVEL level
     | access_mode
   }
   
   level: {
        REPEATABLE READ
      | READ COMMITTED
      | READ UNCOMMITTED
      | SERIALIZABLE
   }
   
   access_mode: {
        READ WRITE
      | READ ONLY
   }
   
   set session transaction isolation level read committed;
   

实验相关数据库表

CREATE DATABASE trx_test;
USE trx_test;

CREATE TABLE test(
    `id`    bigint(20) unsigned NOT NULL,
    `username`  varchar(64) NOT NULL
) ENGINE=InnoDB;

INSERT INTO test VALUES (1, 'Tom');

READ UNCOMMITTED（读未提交）

• 在READ UNCOMMITTED隔离级别，事务中的修改即使没有提及，对其他事务也是可见的。
• 事务可以读取到未提交的数据，此现象也称之为脏读
• READ UNCOMMITTED这种级别一般都不会使用，而且任何操作都不会加锁

实验步骤

1. 开启两个mysql终端，查看并设置当前session事务隔离级别为READ UNCOMMITTED

   use trx_test;
   show variables like 'transaction_isolation';
   set session transaction isolation level read uncommitted;
   

2. 在console 1中开启一个事务，插入一条新数据

   begin;
   insert into test values (2, 'LaoWang');
   select * from test;
   

3. 在console 2中开启一个事务后查看表中的数据

   begin;
   select * from test; -- 可看到id = 2的数据
   

READ COMMITTED（读提交）

• 一个事务开始时只能看到已经提交的事务所做的修改

• 这个级别也叫做不可重复读，因为执行多次同样的查询可能会得到不同的结果

• 大多数数据库的默认隔离级别为READ COMMITTED，但MySQL不是

实验步骤

1. 开启两个mysql终端，查看并设置当前session事务隔离级别为READ COMMITTED

   use trx_test;
   show variables like 'transaction_isolation';
   set session transaction isolation level read committed;
   

2. 在console 1中开启一个事务，插入一条新数据

   begin;
   insert into test values (4, 'Leon');
   

3. 在console 2中开启一个事务后查看表中的数据

   begin;
   select * from test; -- 看不到id = 4的数据
   

4. 在console 1中提交事务

   commit;
   

5. 此时在console 2中可以看到

   select * from test; -- 看得到id = 4的数据
   

不可重复读表现在于在同一个事务之中，两个相同的查询得到的查询结果却不同

REPEATABLE READ（可重复读）

• 可重复读保证了在同一事务中多次读取同样记录的结果是一致的

• 可重复读无法解决幻读问题

  幻读指的是当某个事务在读取某个范围内的记录时，另外一个事务又在该范围内插入了新记录，当之前的事务再次读取时该范围的记录会产生幻行

• 可重复读是MySQL的默认事务隔离级别, InnoDB存储引擎通过多版本并发控制（MVCC）解决了幻读的问题

实验步骤

1. 开启两个mysql终端，查看并设置当前session事务隔离级别为REPEATABLE READ

   use trx_test;
   show variables like 'transaction_isolation';
   set session transaction isolation level  repeatable read;
   

2. 在console 1中开启一个事务

   begin;
   select * from test;
   

3. 在console 2中开启一个事务后查看表中的数据

   begin;
   select * from test;
   

4. 在console 1中插入一条数据后提交事务

   insert into test(id,username) values(10,'zhangsan');
   commit;
   

5. 此时在console 2中执行查询语句

   select * from test;
   

注：关于幻读

MySQL使用next-key lock + MVVC解决幻读问题： https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-next-key-locking.html

为复现幻读，需要设置innodb_locks_unsafe_for_binlog为1 （禁用Gap Lock）

在事务B中插入一条数据insert into test(id,username) values(10,'john'); 会产生主键冲突

SERIALIZABLE（序列化)

• SERIALIZABLE是最高隔离级别，通过强制事务串行执行，避免了幻读问题
• SERIALIZABLE可简单理解为在读取每一行数据时都加锁

实验步骤

实验步骤

1. 开启两个mysql终端，查看并设置当前session事务隔离级别为SERIALIZABLE

   use trx_test;
   show variables like 'transaction_isolation';
   set session transaction isolation level serializable;
   

2. 在console 1中开启一个事务，插入一条数据

   begin;
   insert into test(id, usename) values(15, 'LaoZhang');
   

3. 在console 2中开启一个事务后查看表中的数据

   begin;
   select * from test;
   

4. 在console 1中提交事务

   commit;
   

5. 此时在console 2中会立即返回数据