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      總結(jié)數(shù)據(jù)庫事務(wù)與 MySQL 事務(wù)

      mysql教程總結(jié)數(shù)據(jù)庫事務(wù)與 MySQL 事務(wù)

      總結(jié)數(shù)據(jù)庫事務(wù)與 MySQL 事務(wù)

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      事務(wù)特點:ACID

      從業(yè)務(wù)角度出發(fā),對數(shù)據(jù)庫的一組操作要求保持4個特征:

      • Atomicity(原子性):一個事務(wù)必須被視為一個不可分割的最小工作單元,整個事務(wù)中的所有操作要么全部提交成功,要么全部失敗回滾,對于一個事務(wù)來說,不可能只執(zhí)行其中的一部分操作。
      • Consistency(一致性):數(shù)據(jù)庫總是從一個一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個一致狀態(tài)。下面的銀行列子會說到。
      • Isolation(隔離性):通常來說,一個事務(wù)所做的修改在最終提交以前,對其他事務(wù)是不可見的。注意這里的“通常來說”,后面的事務(wù)隔離級級別會說到。
      • Durability(持久性):一旦事務(wù)提交,則其所做的修改就會永久保存到數(shù)據(jù)庫中。此時即使系統(tǒng)崩潰,修改的數(shù)據(jù)也不會丟失。(持久性的安全性與刷新日志級別也存在一定關(guān)系,不同的級別對應(yīng)不同的數(shù)據(jù)安全級別。)

      為了更好地理解ACID,以銀行賬戶轉(zhuǎn)賬為例:

      START TRANSACTION;SELECT balance FROM checking WHERE customer_id = 10233276;UPDATE checking SET balance = balance - 200.00 WHERE customer_id = 10233276;UPDATE savings SET balance = balance + 200.00 WHERE customer_id = 10233276;COMMIT;
      • 原子性:要么完全提交(10233276的checking余額減少200,savings 的余額增加200),要么完全回滾(兩個表的余額都不發(fā)生變化)
      • 一致性:這個例子的一致性體現(xiàn)在 200元不會因為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行到第3行之后,第4行之前時崩潰而不翼而飛,因為事務(wù)還沒有提交。
      • 隔離性:允許在一個事務(wù)中的操作語句會與其他事務(wù)的語句隔離開,比如事務(wù)A運行到第3行之后,第4行之前,此時事務(wù)B去查詢checking余額時,它仍然能夠看到在事務(wù)A中被減去的200元(賬戶錢不變),因為事務(wù)A和B是彼此隔離的。在事務(wù)A提交之前,事務(wù)B觀察不到數(shù)據(jù)的改變。
      • 持久性:這個很好理解。
      • 事務(wù)的隔離性是通過鎖、MVCC等實現(xiàn) (MySQL鎖總結(jié))
      • 事務(wù)的原子性、一致性和持久性則是通過事務(wù)日志實現(xiàn)(見下)

      事務(wù)的隔離級別

      并發(fā)事務(wù)帶來的問題

      • 更新丟失(Lost Update):當(dāng)兩個或多個事務(wù)選擇同一行,然后基于最初選定的值更新該行時,由于每個事務(wù)都不知道其他事務(wù)的存在,就會發(fā)生丟失更新問題 --最后的更新覆蓋了由其他事務(wù)所做的更新。例如,兩個編輯人員制作了同一 文檔的電子副本。每個編輯人員獨立地更改其副本,然后保存更改后的副本,這樣就覆蓋了原始文檔。 最后保存其更改副本的編輯人員覆蓋另一個編輯人員所做的更改。如果在一個編輯人員完成并提交事務(wù)之前,另一個編輯人員不能訪問同 一文件,則可避免此問題。
      • 臟讀(Dirty Reads):一個事務(wù)正在對一條記錄做修改,在這個事務(wù)完成并提交前, 這條記錄的數(shù)據(jù)就處于不一致狀態(tài); 這時, 另一個事務(wù)也來讀取同一條記錄,如果不加控制,第二個事務(wù)讀取了這些“臟”數(shù)據(jù),并據(jù)此做進一步的處理,就會產(chǎn)生未提交的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系。這種現(xiàn)象被形象地叫做”臟讀”。
      • 不可重復(fù)讀(Non-Repeatable Reads):一個事務(wù)在讀取某些數(shù)據(jù)后的某個時間,再次讀取以前讀過的數(shù)據(jù),卻發(fā)現(xiàn)其讀出的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生了改變、或某些記錄已經(jīng)被刪除了!這種現(xiàn)象就叫做“不可重復(fù)讀” 。
      • 幻讀 (Phantom Reads): 一個事務(wù)按相同的查詢條件重新讀取以前檢索過的數(shù)據(jù),卻發(fā)現(xiàn)其他事務(wù)插入了滿足其查詢條件的新數(shù)據(jù),這種現(xiàn)象就稱為“幻讀” 。

      幻讀和不可重復(fù)讀的區(qū)別:

      • 不可重復(fù)讀的重點是修改:在同一事務(wù)中,同樣的條件,第一次讀的數(shù)據(jù)和第二次讀的數(shù)據(jù)不一樣。(因為中間有其他事務(wù)提交了修改)
      • 幻讀的重點在于新增或者刪除:在同一事務(wù)中,同樣的條件,,第一次和第二次讀出來的記錄數(shù)不一樣。(因為中間有其他事務(wù)提交了插入/刪除)

      并發(fā)事務(wù)處理帶來的問題的解決辦法:

      • “更新丟失”通常是應(yīng)該完全避免的。但防止更新丟失,并不能單靠數(shù)據(jù)庫事務(wù)控制器來解決,需要應(yīng)用程序?qū)σ碌臄?shù)據(jù)加必要的鎖來解決,因此,防止更新丟失應(yīng)該是應(yīng)用的責(zé)任。

      • “臟讀” 、 “不可重復(fù)讀”和“幻讀” ,其實都是數(shù)據(jù)庫讀一致性問題,必須由數(shù)據(jù)庫提供一定的事務(wù)隔離機制來解決:

      • 一種是加鎖:在讀取數(shù)據(jù)前,對其加鎖,阻止其他事務(wù)對數(shù)據(jù)進行修改。

      • 另一種是數(shù)據(jù)多版本并發(fā)控制(MultiVersion Concurrency Control,簡稱 MVCC 或 MCC),也稱為多版本數(shù)據(jù)庫:不用加任何鎖, 通過一定機制生成一個數(shù)據(jù)請求時間點的一致性數(shù)據(jù)快照 (Snapshot), 并用這個快照來提供一定級別 (語句級或事務(wù)級) 的一致性讀取。從用戶的角度來看,好象是數(shù)據(jù)庫可以提供同一數(shù)據(jù)的多個版本。

      SQL標(biāo)準(zhǔn)定義了4類隔離級別,每一種級別都規(guī)定了一個事務(wù)中所做的修改,哪些在事務(wù)內(nèi)和事務(wù)間是可見的,哪些是不可見的。低級別的隔離級一般支持更高的并發(fā)處理,并擁有更低的系統(tǒng)開銷。

      第1級別:Read Uncommitted(讀取未提交內(nèi)容)

      • 所有事務(wù)都可以看到其他未提交事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果
      • 本隔離級別很少用于實際應(yīng)用,因為它的性能也不比其他級別好多少
      • 該級別引發(fā)的問題是——臟讀(Dirty Read):讀取到了未提交的數(shù)據(jù)

      第2級別:Read Committed(讀取提交內(nèi)容)

      • 這是大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的默認隔離級別(但不是MySQL默認的)

      • 它滿足了隔離的簡單定義:一個事務(wù)只能看見已經(jīng)提交事務(wù)所做的改變

      • 這種隔離級別出現(xiàn)的問題是——不可重復(fù)讀(Nonrepeatable Read):不可重復(fù)讀意味著我們在同一個事務(wù)中執(zhí)行完全相同的select語句時可能看到不一樣的結(jié)果。導(dǎo)致這種情況的原因可能有:

      • 有一個交叉的事務(wù)有新的commit,導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的改變;

      • 一個數(shù)據(jù)庫被多個實例操作時,同一事務(wù)的其他實例在該實例處理其間可能會有新的commit

      第3級別:Repeatable Read(可重讀)

      • 這是MySQL的默認事務(wù)隔離級別
      • 它確保同一事務(wù)的多個實例在并發(fā)讀取數(shù)據(jù)時,會看到同樣的數(shù)據(jù)行
      • 此級別可能出現(xiàn)的問題——幻讀(Phantom Read):當(dāng)用戶讀取某一范圍的數(shù)據(jù)行時,另一個事務(wù)又在該范圍內(nèi)插入了新行,當(dāng)用戶再讀取該范圍的數(shù)據(jù)行時,會發(fā)現(xiàn)有新的“幻影” 行
      • InnoDB和Falcon存儲引擎通過多版本并發(fā)控制(MVCC,Multiversion Concurrency Control)機制解決幻讀問題;InnoDB還通過間隙鎖解決幻讀問題

      多版本并發(fā)控制 :

      Mysql的大多數(shù)事務(wù)型存儲引擎實現(xiàn)都不是簡單的行級鎖?;谔嵘l(fā)性考慮,一般都同時實現(xiàn)了多版本并發(fā)控制(MVCC),包括Oracle、PostgreSQL。不過實現(xiàn)各不相同。

      MVCC的實現(xiàn)是通過保存數(shù)據(jù)在某一個時間點快照來實現(xiàn)的。也就是說不管實現(xiàn)時間多長,每個事物看到的數(shù)據(jù)都是一致的。

      分為樂觀(optimistic)并發(fā)控制和悲觀(pressimistic)并發(fā)控制。

      MVCC是如何工作的:

      InnoDB的MVCC是通過在每行記錄后面保存兩個隱藏的列來實現(xiàn)。這兩個列一個保存了行的創(chuàng)建時間,一個保存行的過期時間(刪除時間)。當(dāng)然存儲的并不是真實的時間而是系統(tǒng)版本號(system version number)。每開始一個新的事務(wù),系統(tǒng)版本號都會自動新增。事務(wù)開始時刻的系統(tǒng)版本號會作為事務(wù)的版本號,用來查詢到每行記錄的版本號進行比較。

      REPEATABLE READ(可重讀)隔離級別下MVCC如何工作:

      • SELECT

      InnoDB會根據(jù)以下條件檢查每一行記錄:

      1. InnoDB只查找版本早于當(dāng)前事務(wù)版本的數(shù)據(jù)行,這樣可以確保事務(wù)讀取的行要么是在開始事務(wù)之前已經(jīng)存在要么是事務(wù)自身插入或者修改過的
      2. 行的刪除版本號要么未定義,要么大于當(dāng)前事務(wù)版本號,這樣可以確保事務(wù)讀取到的行在事務(wù)開始之前未被刪除

      只有符合上述兩個條件的才會被查詢出來

      • INSERT

      InnoDB為新插入的每一行保存當(dāng)前系統(tǒng)版本號作為行版本號

      • DELETE

      InnoDB為刪除的每一行保存當(dāng)前系統(tǒng)版本號作為行刪除標(biāo)識

      • UPDATE

      InnoDB為插入的一行新紀(jì)錄保存當(dāng)前系統(tǒng)版本號作為行版本號,同時保存當(dāng)前系統(tǒng)版本號到原來的行作為刪除標(biāo)識

      保存這兩個版本號,使大多數(shù)操作都不用加鎖。使數(shù)據(jù)操作簡單,性能很好,并且能保證只會讀取到復(fù)合要求的行。不足之處是每行記錄都需要額外的存儲空間,需要做

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