MySQL事务

Thresh

ACID 特性

在关系型数据库管理系统中，一个逻辑工作单元要成为事务，必须满足这 4 个特性，即所谓的 ACID：

原子性（Atomicity）
一致性（Consistency）
隔离性（Isolation）
持久性（Durability）

原子性
原子性：事务是一个原子操作单元，其对数据的修改，要么全都执行，要么全都不执行。

修改 ---> Buffer Pool修改 ---> 刷盘。可能会有下面两种情况：

• 事务提交了，如果此时Buffer Pool的脏页没有刷盘，如何保证修改的数据生效？ Redo
• 如果事务没提交，但是Buffer Pool的脏页刷盘了，如何保证不该存在的数据撤销？Undo

每一个写事务，都会修改BufferPool，从而产生相应的Redo/Undo日志，在Buffer Pool 中的页被刷到磁盘之前，这些日志信息都会先写入到日志文件中，如果 Buffer Pool 中的脏页没有刷成功，此时数据库挂了，那在数据库再次启动之后，可以通过 Redo 日志将其恢复出来，以保证脏页写的数据不会丢失。如果脏页刷新成功，此时数据库挂了，就需要通过Undo来实现了。

持久性
持久性：指的是一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的，后续的操作或故障不应该对其有任何影响，不会丢失。

一个“提交”动作触发的操作有：binlog落地、发送binlog、存储引擎提交、flush_logs，check_point、事务提交标记等。这些都是数据库保证其数据完整性、持久性的手段

隔离性
隔离性：指的是一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的数据对其他的并发事务是隔离的。

InnoDB 支持的隔离性有 4 种，隔离性从低到高分别为：读未提交、读提交、可重复读、可串行化。锁和多版本控制（MVCC）技术就是用于保障隔离性的。

一致性
一致性：指的是事务开始之前和事务结束之后，数据库的完整性限制未被破坏。一致性包括两方面的内容，分别是约束一致性和数据一致性。

• 约束一致性：创建表结构时所指定的外键、Check、唯一索引等约束，可惜在 MySQL 中不支持Check。
• 数据一致性：是一个综合性的规定，因为它是由原子性、持久性、隔离性共同保证的结果，而不是单单依赖于某一种技术。

一致性也可以理解为数据的完整性。数据的完整性是通过原子性、隔离性、持久性来保证的，而这3个特性又是通过 Redo/Undo 来保证的。(先写日志，再写磁盘)
逻辑上的一致性，包括唯一索引、外键约束、check 约束，这属于业务逻辑范畴。

事务控制的演进

并发事务
事务并发处理可能会带来一些问题，比如：更新丢失、脏读、不可重复读、幻读等。

更新丢失
    当两个或多个事务更新同一行记录，会产生更新丢失现象。可以分为回滚覆盖和提交覆盖。
    回滚覆盖：一个事务回滚操作，把其他事务已提交的数据给覆盖了。
    提交覆盖：一个事务提交操作，把其他事务已提交的数据给覆盖了。
    
脏读
    一个事务读取到了另一个事务修改但未提交的数据。

不可重复读
    一个事务中多次读取同一行记录不一致，后面读取的跟前面读取的不一致。

幻读
    一个事务中多次按相同条件查询，结果不一致。后续查询的结果和面前查询结果不同，多了或少了几行记录

排队
最简单的方法，就是完全顺序执行所有事务的数据库操作，不需要加锁，简单的说就是全局排队。序列化执行所有的事务单元，数据库某个时刻只处理一个事务操作，特点是强一致性，处理性能低。

排他锁
引入锁之后就可以支持并发处理事务，如果事务之间涉及到相同的数据项时，会使用排他锁，或叫互斥锁，先进入的事务独占数据项以后，其他事务被阻塞，等待前面的事务释放锁。
在整个事务1结束之前，锁是不会被释放的，所以，事务2必须等到事务1结束之后开始。

读写锁
读和写操作：读读、写写、读写、写读。
读写锁就是进一步细化锁的颗粒度，区分读操作和写操作，让读和读之间不加锁，这样两个读事务就可以同时被执行了
读写锁，可以让读和读并行，而读和写、写和读、写和写这几种之间还是要加排他锁。

MVCC
多版本控制MVCC，也就是Copy on Write的思想。MVCC除了支持读和读并行，还支持读和写、写和读的并行，但为了保证一致性，写和写是无法并行的

在事务1开始写操作的时候会copy一个记录的副本，其他事务读操作会读取这个记录副本，因此不会影响其他事务对此记录的读取，实现写和读并行。

MVCC概念

MVCC（Multi Version Concurrency Control）被称为多版本控制，是指在数据库中为了实现高并发的数据访问，对数据进行多版本处理，并通过事务的可见性来保证事务能看到自己应该看到的数据版本。多版本控制很巧妙地将稀缺资源的独占互斥转换为并发，大大提高了数据库的吞吐量及读写性能。

如何生成的多版本？每次事务修改操作之前，都会在Undo日志中记录修改之前的数据状态和事务号，该备份记录可以用于其他事务的读取，也可以进行必要时的数据回滚。

MVCC最大的好处是读不加锁，读写不冲突。在读多写少的系统应用中，读写不冲突是非常重要的，极大的提升系统的并发性能，这也是为什么现阶段几乎所有的关系型数据库都支持 MVCC 的原因，不过目前MVCC只在 Read Commited 和 Repeatable Read 两种隔离级别下工作。

在 MVCC 并发控制中，读操作可以分为两类: 快照读（Snapshot Read）与当前读 （Current Read）。

快照读：读取的是记录的快照版本（有可能是历史版本），不用加锁。（select）
当前读：读取的是记录的最新版本，并且当前读返回的记录，都会加锁，保证其他事务不会再并发修改这条记录。（select... for update 或lock in share mode，insert/delete/update）

MVCC已经实现了读读、读写、写读并发处理，如果想进一步解决写写冲突，可以采用下面两种方案：

乐观锁
悲观锁

事务隔离级别

读未提交
Read Uncommitted 读未提交：解决了回滚覆盖类型的更新丢失，但可能发生脏读现象，也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数据。

已提交读
Read Committed 读已提交：只能读取到其他会话中已经提交的数据，解决了脏读。但可能发生不可重复读现象，也就是可能在一个事务中两次查询结果不一致。

可重复度
Repeatable Read 可重复读：解决了不可重复读，它确保同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到同样的数据行。不过理论上会出现幻读，简单的说幻读指的的当用户读取某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围插入了新行，当用户在读取该范围的数据时会发现有新的幻影行。

可串行化
Serializable 串行化：所有的增删改查串行执行。它通过强制事务排序，解决相互冲突，从而解决幻度的问题。这个级别可能导致大量的超时现象的和锁竞争，效率低下。

数据库的事务隔离级别越高，并发问题就越小，但是并发处理能力越差（代价）。读未提交隔离级别最低，并发问题多，但是并发处理能力好。以后使用时，可以根据系统特点来选择一个合适的隔离级别，比如对不可重复读和幻读并不敏感，更多关心数据库并发处理能力，此时可以使用Read Commited隔离级别。

事务隔离级别，针对Innodb引擎，支持事务的功能。像MyISAM引擎没有关系。

事务隔离级别和锁的关系
1）事务隔离级别相当于事务并发控制的整体解决方案，本质上是对锁和MVCC使用的封装，隐藏了底层细节。
2）锁是数据库实现并发控制的基础，事务隔离性是采用锁来实现，对相应操作加不同的锁，就可以防止其他事务同时对数据进行读写操作。
3）对用户来讲，首先选择使用隔离级别，当选用的隔离级别不能解决并发问题或需求时，才有必要在开发中手动的设置锁。

MySQL默认隔离级别：可重复读
Oracle、SQLServer默认隔离级别：读已提交

一般使用时，建议采用默认隔离级别，然后存在的一些并发问题，可以通过悲观锁、乐观锁等实现处理。

MySQL隔离级别控制

MySQL默认的事务隔离级别是Repeatable Read，查看MySQL当前数据库的事务隔离级别命令如下：

show variables like 'tx_isolation';
或者
select @@tx_isolation;

设置事务隔离级别可以如下命令：

set tx_isolation='READ-UNCOMMITTED'; 
set tx_isolation='READ-COMMITTED'; 
set tx_isolation='REPEATABLE-READ'; 
set tx_isolation='SERIALIZABLE';