总结数据库事务与 MySQL 事务

数据运维 2023-04-19 共饮一杯手机阅读

mysql教程总结数据库事务与 MySQL 事务推荐（免费）：mysql教程事务特点：ACID 从业务角度出发，对数据库的一组操作要求保持4个特征： Atomicity（原子性）：一个事务必须被视为一个不

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mysql教程总结数据库事务与 MySQL 事务

推荐（免费）：mysql教程

事务特点：ACID

从业务角度出发，对数据库的一组操作要求保持4个特征：

并发事务带来的问题

“更新丢失”通常是应该完全避免的。但防止更新丢失，并不能单靠数据库事务控制器来解决，需要应用程序对要更新的数据加必要的锁来解决，因此，防止更新丢失应该是应用的责任。

“脏读” 、 “不可重复读”和“幻读” ，其实都是数据库读一致性问题，必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决：

一种是加锁：在读取数据前，对其加锁，阻止其他事务对数据进行修改。

另一种是数据多版本并发控制（MultiVersion Concurrency Control，简称 MVCC 或 MCC），也称为多版本数据库：不用加任何锁，通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照（Snapshot)，并用这个快照来提供一定级别（语句级或事务级）的一致性读取。从用户的角度来看，好象是数据库可以提供同一数据的多个版本。

SQL标准定义了4类隔离级别，每一种级别都规定了一个事务中所做的修改，哪些在事务内和事务间是可见的，哪些是不可见的。低级别的隔离级一般支持更高的并发处理，并拥有更低的系统开销。

第1级别：Read Uncommitted(读取未提交内容)

这是大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL默认的）

它满足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所做的改变

这种隔离级别出现的问题是——不可重复读(Nonrepeatable Read)：不可重复读意味着我们在同一个事务中执行完全相同的select语句时可能看到不一样的结果。导致这种情况的原因可能有：

有一个交叉的事务有新的commit，导致了数据的改变;

一个数据库被多个实例操作时,同一事务的其他实例在该实例处理其间可能会有新的commit

第3级别：Repeatable Read(可重读)

Mysql的大多数事务型存储引擎实现都不是简单的行级锁。基于提升并发性考虑，一般都同时实现了多版本并发控制（MVCC），包括Oracle、PostgreSQL。不过实现各不相同。

MVCC的实现是通过保存数据在某一个时间点快照来实现的。也就是说不管实现时间多长，每个事物看到的数据都是一致的。

分为乐观（optimistic）并发控制和悲观（pressimistic）并发控制。

MVCC是如何工作的：

InnoDB的MVCC是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现。这两个列一个保存了行的创建时间，一个保存行的过期时间（删除时间）。当然存储的并不是真实的时间而是系统版本号（system version number）。每开始一个新的事务，系统版本号都会自动新增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号，用来查询到每行记录的版本号进行比较。

REPEATABLE READ（可重读）隔离级别下MVCC如何工作：

保存这两个版本号，使大多数操作都不用加锁。使数据操作简单，性能很好，并且能保证只会读取到复合要求的行。不足之处是每行记录都需要额外的存储空间，需要做更多的行检查工作和一些额外的维护工作。

MVCC只在COMMITTED READ（读提交）和REPEATABLE READ（可重复读）两种隔离级别下工作。

可以认为MVCC是行级锁一个变种，但是他很多情况下避免了加锁操作，开销更低。虽然不同数据库的实现机制有所不同，但大都实现了非阻塞的读操作（读不用加锁，且能避免出现不可重复读和幻读），写操作也只锁定必要的行（写必须加锁，否则不同事务并发写会导致数据不一致）。

第4级别：Serializable(可串行化)

各具体数据库并不一定完全实现了上述 4 个隔离级别，例如：

Oracle 只提供 Read committed 和 Serializable 两个标准隔离级别，另外还提供自己定义的 Read only 隔离级别；

SQL Server 除支持上述 ISO/ANSI SQL92 定义的 4 个隔离级别外，还支持一个叫做“快照”的隔离级别，但严格来说它是一个用 MVCC 实现的 Serializable 隔离级别。

MySQL 支持全部 4 个隔离级别，但在具体实现时，有一些特点，比如在一些隔离级别下是采用 MVCC一致性读，但某些情况下又不是。

Mysql可以通过执行 set transaction isolation level命令来设置隔离级别，新的隔离级别会在下一个事务开始的时候生效。例如：set session transaction isolation level read committed;

事务日志

事务日志可以帮助提高事务效率：

Mysql中的事务实现原理

事务的实现是基于数据库的存储引擎。不同的存储引擎对事务的支持程度不一样。mysql中支持事务的存储引擎有innoDB和NDB。

innoDB是mysql默认的存储引擎，默认的隔离级别是RR（Repeatable Read），并且在RR的隔离级别下更进一步，通过多版本并发控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control ）解决不可重复读问题，加上间隙锁（也就是并发控制）解决幻读问题。因此innoDB的RR隔离级别其实实现了串行化级别的效果，而且保留了比较好的并发性能。

事务的隔离性是通过锁实现，而事务的原子性、一致性和持久性则是通过事务日志实现。说到事务日志，不得不说的就是redo和undo。

1.redo log

在innoDB的存储引擎中，事务日志通过重做(redo)日志和innoDB存储引擎的日志缓冲(InnoDB Log Buffer)实现。事务开启时，事务中的操作，都会先写入存储引擎的日志缓冲中，在事务提交之前，这些缓冲的日志都需要提前刷新到磁盘上持久化，这就是DBA们口中常说的“日志先行”(Write-Ahead Logging)。当事务提交之后，在Buffer Pool中映射的数据文件才会慢慢刷新到磁盘。此时如果数据库崩溃或者宕机，那么当系统重启进行恢复时，就可以根据redo log中记录的日志，把数据库恢复到崩溃前的一个状态。未完成的事务，可以继续提交，也可以选择回滚，这基于恢复的策略而定。

在系统启动的时候，就已经为redo log分配了一块连续的存储空间,以顺序追加的方式记录Redo Log,通过顺序IO来改善性能。所有的事务共享redo log的存储空间，它们的Redo Log按语句的执行顺序，依次交替的记录在一起。如下一个简单示例：

记录1：

记录2：

记录3：

记录4：

记录5：

2.undo log

undo log主要为事务的回滚服务。在事务执行的过程中，除了记录redo log，还会记录一定量的undo log。undo log记录了数据在每个操作前的状态，如果事务执行过程中需要回滚，就可以根据undo log进行回滚操作。单个事务的回滚，只会回滚当前事务做的操作，并不会影响到其他的事务做的操作。

以下是undo+redo事务的简化过程

假设有2个数值，分别为A和B,值为1，2

1. start transaction;

2. 记录 A=1 到undo log;

3. update A = 3；

4. 记录 A=3 到redo log；

5. 记录 B=2 到undo log；

6. update B = 4；

7. 记录B = 4 到redo log；

8. 将redo log刷新到磁盘

9. commit

在1-8的任意一步系统宕机，事务未提交，该事务就不会对磁盘上的数据做任何影响。如果在8-9之间宕机，恢复之后可以选择回滚，也可以选择继续完成事务提交，因为此时redo log已经持久化。若在9之后系统宕机，内存映射中变更的数据还来不及刷回磁盘，那么系统恢复之后，可以根据redo log把数据刷回磁盘。

所以，redo log其实保障的是事务的持久性和一致性，而undo log则保障了事务的原子性。

Mysql中的事务使用

MySQL的服务层不管理事务，而是由下层的存储引擎实现。比如InnoDB。

MySQL支持本地事务的语句：

随时都可以执行锁定，InnoDB会根据隔离级别在需要的时候自动加锁；

锁只有在执行commit或者rollback的时候才会释放，并且所有的锁都是在同一时刻被释放。

MySQL对分布式事务的支持

分布式事务的实现方式有很多，既可以采用innoDB提供的原生的事务支持，也可以采用消息队列来实现分布式事务的最终一致性。这里我们主要聊一下innoDB对分布式事务的支持。

MySQL 从 5.0.3 开始支持分布式事务，当前分布式事务只支持 InnoDB 存储引擎。一个分布式事务会涉及多个行动，这些行动本身是事务性的。所有行动都必须一起成功完成，或者一起被回滚。

如图，mysql的分布式事务模型。模型中分三块：应用程序（AP）、资源管理器（RM）、事务管理器（TM）:

如果分支事务在执行到 prepare 状态时，数据库异常，且不能再正常启动，需要使用备份和 binlog 来恢复数据，那么那些在 prepare 状态的分支事务因为并没有记录到 binlog，所以不能通过 binlog 进行恢复，在数据库恢复后，将丢失这部分的数据。

如果分支事务的客户端连接异常中止，那么数据库会自动回滚未完成的分支事务，如果此时分支事务已经执行到 prepare 状态，那么这个分布式事务的其他分支可能已经成功提交，如果这个分支回滚，可能导致分布式事务的不完整，丢失部分分支事务的内容。总之， MySQL 的分布式事务还存在比较严重的缺陷，在数据库或者应用异常的情况下，可能会导致分布式事务的不完整。如果应用对于数据的完整性要求不是很高，则可以考虑使用。如果应用对事务的完整性有比较高的要求，那么对于当前的版本，则不推荐使用分布式事务。

以上就是总结数据库事务与 MySQL 事务的详细内容，更多请关注每日运维其它相关文章！