MySQL系列

上一篇：MySQL 索引：結(jié)構(gòu)、對比與操作實(shí)踐指南

一、什么是事務(wù)

1.1事務(wù)的核心概念

事務(wù)是數(shù)據(jù)庫操作中的核心概念，其核心定義可概括為：
由一組DML語句（數(shù)據(jù)操縱語言，如INSERT、UPDATE、DELETE等）組成，這些語句在邏輯上存在緊密相關(guān)性（例如完成一次轉(zhuǎn)賬需同時(shí)涉及轉(zhuǎn)出賬戶扣款和轉(zhuǎn)入賬戶收款）。
作為一個(gè)不可分割的整體，這組DML語句遵循要么全部成功執(zhí)行，要么全部失敗的原則——只要其中任一語句執(zhí)行出錯(cuò)，所有已執(zhí)行的操作都會(huì)被撤銷。
此外，事務(wù)確保：不同客戶端在操作過程中，看到的數(shù)據(jù)狀態(tài)可能是不相同的，以此避免并發(fā)操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)混亂。

一個(gè)事務(wù)不僅僅只是簡單的sql集合，同時(shí)滿足如下四個(gè)屬性

1.2、 事務(wù)的四大屬性（ACID）

這里先簡單了解，后面的內(nèi)容，會(huì)圍繞這四大特定詳細(xì)介紹

MySQL做為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器一定會(huì)存在并發(fā)訪問的場景，而這就可能發(fā)生圖中錯(cuò)誤，要想解決這個(gè)問題，就需要保證：
1.買票的過程得是原子
2. 買票互相不能影響
3. 買完票要永久有效
4. 買前，和買后都要是確定的狀態(tài)

為了解決這個(gè)問題，MySQL對事務(wù)做了如下要求：

1.2.1 原子性（Atomicity）

事務(wù)（transaction）里的所有操作是一個(gè)不可分割的整體，要么全部成功執(zhí)行，要么全部回滾撤銷 。若執(zhí)行中出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)回滾（Rollback）到事務(wù)開始前狀態(tài)，如同事務(wù)從未執(zhí)行過，保障操作的“一榮俱榮，一損俱損”。

1.2.2 一致性（Consistency）

事務(wù)執(zhí)行前和執(zhí)行后，數(shù)據(jù)庫的完整性（如數(shù)據(jù)精度、關(guān)聯(lián)性等規(guī)則）不會(huì)被破壞 。寫入的數(shù)據(jù)必須嚴(yán)格符合預(yù)設(shè)規(guī)則，確保數(shù)據(jù)庫能按預(yù)期提供服務(wù)，維持?jǐn)?shù)據(jù)的安全可靠。

1.2.3 隔離性（Isolation）

數(shù)據(jù)庫支持多個(gè)事務(wù)并發(fā)讀寫、修改數(shù)據(jù)，且能通過隔離性避免因事務(wù)交叉執(zhí)行導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂 。隔離性有不同級別，常見的有：讀未提交（Read Uncommitted ）、讀提交（Read Committed ）、可重復(fù)讀（Repeatable Read ）、串行化（Serializable ），不同級別平衡并發(fā)效率與數(shù)據(jù)一致性。

1.2.4 持久性（Durability）

事務(wù)成功提交后，對數(shù)據(jù)的修改會(huì)永久留存 ，即便系統(tǒng)故障（如斷電、崩潰），修改也不會(huì)丟失，保障數(shù)據(jù)最終的“穩(wěn)定落地”。

這四大屬性的英文首字母縮寫為 ACID ，是事務(wù)機(jī)制的核心保障。

1.3 為什么會(huì)出現(xiàn)事務(wù)

MySQL中事務(wù)的設(shè)計(jì)，本質(zhì)是為應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)庫時(shí)提供便利——它能極大簡化編程模型，讓開發(fā)者無需手動(dòng)處理各種潛在錯(cuò)誤與并發(fā)問題。

試想，若沒有事務(wù)機(jī)制，編寫數(shù)據(jù)庫訪問程序時(shí)，需額外考慮的問題會(huì)極為繁瑣：比如網(wǎng)絡(luò)突然中斷如何處理？服務(wù)器意外宕機(jī)后數(shù)據(jù)如何恢復(fù)？多個(gè)操作同時(shí)修改同一份數(shù)據(jù)時(shí)如何避免沖突？…… 而有了事務(wù)，開發(fā)者只需關(guān)注“提交（Commit）”或“回滾（Rollback）”兩種操作即可，上述復(fù)雜場景都由事務(wù)機(jī)制自動(dòng)處理。

由此可見，事務(wù)并非數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與生俱來的組件，而是專為服務(wù)應(yīng)用層而設(shè)計(jì)的工具，其核心價(jià)值在于降低應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫交互時(shí)的開發(fā)復(fù)雜度。

1.4 事務(wù)的版本支持

show engines;

可以看到并不是所有的引擎都支持事務(wù)。

二、事務(wù)操作

2.1 事務(wù)的提交

事務(wù)的提交方式常見的有兩種：

• 自動(dòng)提交
• 手動(dòng)提交

查看是否的提交方式：

show variables like 'autocommit';

可以看到默認(rèn)情況下是打開的；

更改自動(dòng)提交：

// 禁止自動(dòng)提交:
SET AUTOCOMMIT=0;

// 開啟自動(dòng)提交:
SET AUTOCOMMIT=1;

兩者的具體區(qū)別后面會(huì)做驗(yàn)證

2.2 事務(wù)的基本操作

接下來我會(huì)營造并發(fā)場景展開介紹

準(zhǔn)備工作：
為了便于演示，先將mysql的默認(rèn)隔離級別設(shè)置成讀未提交

set global transaction isolation level READ UNCOMMITTED;

重啟終端（也可以重新登錄MySQL），進(jìn)行查看隔離級別

select @@transaction_isolation;

創(chuàng)建測試表

create table if not exists account(
id int primary key,
name varchar(50) not null default '',
blance decimal(10,2) not null default 0.0
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=UTF8;

啟動(dòng)事務(wù)（兩種方法）：

• start transaction;
• begin
  設(shè)置保存點(diǎn)（標(biāo)記，方便回滾）
• savepoint 保存點(diǎn)名

可以看到我們在read uncommitted級別的隔離下，并發(fā)操作一整表時(shí)，事務(wù)發(fā)起者向表中插入后不需要等到事務(wù)提交，并發(fā)參與者立馬可以看到，事務(wù)發(fā)起者在執(zhí)行操作時(shí)也可以邊操作邊插入保存點(diǎn)，可以通過rollback to 保存點(diǎn)名回滾到設(shè)置保存點(diǎn)前的狀態(tài)（若為設(shè)置保存點(diǎn)，可以直接使用rollback直接回滾到事務(wù)開始狀態(tài)），此時(shí)若我們的操作失敗、服務(wù)器奔潰，就會(huì)自動(dòng)回滾到，執(zhí)行事務(wù)前的狀態(tài)。

可以看到事務(wù)發(fā)起者異常退出時(shí)，事務(wù)就會(huì)回滾到開始前狀態(tài)，數(shù)據(jù)不會(huì)被持久化，采用這種事務(wù)的形式，就實(shí)現(xiàn)了原子化的概念。
有很多場景在這里不可能全部演示，你可以自己嘗試，使用ctrl+\可以模擬服務(wù)退出
commit提交事務(wù)
當(dāng)我們提交事務(wù)后，數(shù)據(jù)就會(huì)永久保存，再次回滾就不會(huì)回到之前了

只要事務(wù)發(fā)起者commit后數(shù)據(jù)機(jī)會(huì)持久化，即使再次回滾數(shù)據(jù)依然保存。

我們不是開啟自動(dòng)提交了嗎？我什么異常退出后，事務(wù)無法自動(dòng)提交呢？
MySQL要求，手動(dòng)發(fā)起的事務(wù)，必須要手動(dòng)提交，而自動(dòng)提交是幫助默認(rèn)發(fā)起的事務(wù)做提交的，下面我們來驗(yàn)證一下。

2.3 單挑sql和事務(wù)的關(guān)系

關(guān)閉自動(dòng)提交 set autocommit=0

可以看到，當(dāng)關(guān)閉自動(dòng)提交后，事務(wù)發(fā)起者向表中插入數(shù)據(jù)時(shí)，若MySQL服務(wù)異常退出，數(shù)據(jù)會(huì)回滾到之前狀態(tài)。這是因?yàn)樵贛ySQL中，單條SQL語句默認(rèn)也會(huì)被當(dāng)作事務(wù)處理，其提交依賴自動(dòng)提交功能。當(dāng)關(guān)閉自動(dòng)提交后，即便執(zhí)行單條SQL（本質(zhì)也是事務(wù)范疇），因未手動(dòng)提交，異常退出時(shí)就無法完成提交，最終觸發(fā)回滾 。
相反的，在正常情況下，自動(dòng)提交方法是打開的，那么即使mysql崩潰了，它數(shù)據(jù)也是會(huì)自動(dòng)提交成功的（所以執(zhí)行的所有sql本質(zhì)都是事務(wù)??！只不過進(jìn)行了自動(dòng)提交）。

總結(jié)

1. 只要輸入 begin 或者 start transaction，事務(wù)便必須要通過 commit 提交，才會(huì)持久化，與是否設(shè)置 set autocommit 無關(guān)。
2. 事務(wù)可以 手動(dòng)回滾，同時(shí)，當(dāng)操作異常，MySQL 會(huì) 自動(dòng)回滾。
3. 對于 InnoDB，每一條 SQL 語言都默認(rèn)封裝成事務(wù)，自動(dòng)提交（select 有特殊情況，因?yàn)?MySQL 有 MVCC）。
4. 從上面的例子，我們能看到事務(wù)本身的 原子性(回滾)，持久性(commit)。
5. 如果沒有設(shè)置 保存點(diǎn)，也可以回滾，只能回滾到事務(wù)的開始，直接使用 rollback(前提是事務(wù)還沒有提交)。
6. 如果一個(gè)事務(wù)被 提交了（commit），則 不可以回退（rollback）。
7. 可以選擇回退到 哪個(gè)保存點(diǎn)。
8. InnoDB 支持事務(wù)，MyISAM 不支持事務(wù)。
9. 開始事務(wù)可以使用 start transaction 或者 begin。

三、事務(wù)隔離級別

首先需要明確：MySQL服務(wù)作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，可能同時(shí)被多個(gè)客戶端進(jìn)程（線程）訪問，且訪問以事務(wù)形式進(jìn)行。一個(gè)事務(wù)可能包含多條SQL，因此任何事務(wù)都存在三個(gè)階段：

• 執(zhí)行前
• 執(zhí)行中
• 執(zhí)行后

而原子性的核心，是讓用戶層要么看到事務(wù)執(zhí)行前的狀態(tài)，要么看到執(zhí)行后的狀態(tài)。若執(zhí)行中出現(xiàn)問題，可隨時(shí)通過回滾撤銷操作。因此，單個(gè)事務(wù)對用戶呈現(xiàn)的核心特性就是原子性。

但需注意：所有事務(wù)都有執(zhí)行過程，當(dāng)多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行多條SQL時(shí)，仍可能出現(xiàn)互相影響——例如，多個(gè)事務(wù)同時(shí)訪問同一張表甚至同一行數(shù)據(jù)。
而有些情況不會(huì)對操作造成影響（如：并發(fā)讀取數(shù)據(jù)），有些情況則會(huì)導(dǎo)致結(jié)果出錯(cuò)（如：一端刪除、一端查找可能引發(fā)執(zhí)行錯(cuò)誤）。

• 因此，數(shù)據(jù)庫中為保證事務(wù)執(zhí)行過程盡量不受干擾，存在一個(gè)重要特征：隔離性；
• 同時(shí)，數(shù)據(jù)庫允許事務(wù)受不同程度的干擾，由此衍生出另一種重要特征：隔離級別。

3.1 隔離級別

讀未提交（Read Uncommitted）

• 核心特征：所有事務(wù)可看到其他事務(wù)未提交的執(zhí)行結(jié)果。
• 問題：相當(dāng)于無隔離性，會(huì)引發(fā)臟讀、幻讀、不可重復(fù)讀等所有并發(fā)問題。 （上面的測試就是使用的這個(gè)隔離級別）

讀提交（Read Committed）

• 核心特征：事務(wù)僅能看到其他事務(wù)已提交的修改（滿足隔離性的基礎(chǔ)定義）。
• 問題：會(huì)導(dǎo)致不可重復(fù)讀（同一事務(wù)中多次 select 可能得到不同結(jié)果）。
• 默認(rèn)情況：是大多數(shù)數(shù)據(jù)庫的默認(rèn)隔離級別（非 MySQL 默認(rèn)）。

可重復(fù)讀（Repeatable Read）

• 核心特征：確保同一事務(wù)中，多次讀取數(shù)據(jù)時(shí)看到的數(shù)據(jù)行一致。
• 問題：仍可能存在幻讀。
• 默認(rèn)情況：MySQL 的默認(rèn)隔離級別。

串行化（Serializable）

• 核心特征：事務(wù)的最高隔離級別，通過強(qiáng)制事務(wù)排序避免沖突，解決幻讀問題（原理是對讀取的數(shù)據(jù)行加共享鎖）。
• 問題：可能導(dǎo)致超時(shí)和鎖競爭，性能極低。
• 使用場景：實(shí)際生產(chǎn)中基本不使用（隔離級別過于嚴(yán)格）。

3.2 隔離級別的操作

3.2.1查看隔離級別

查看全局隔離級別

select @@global.transaction_isolation;

查看當(dāng)前會(huì)話隔離級別

select @@session.transaction_isolation;
select @@transaction_isolation;

3.2.2 設(shè)置隔級別

設(shè)置當(dāng)前會(huì)話 or 全局隔離級別語法：

set [ session | global ] transaction isolation level { read uncommitted | read committed | repeatable read | serializable}

設(shè)置當(dāng)前會(huì)話的隔離級別

set session transaction isolation level read committed;

設(shè)置全局的隔離級別

set global transaction isolation level serializable;

可以看到全局隔離級別的改變，不會(huì)對以創(chuàng)建的會(huì)話產(chǎn)生作用，而他的作用是設(shè)置新建的會(huì)話。
也就是說重啟mysql后就會(huì)變成全局的隔離級別

四、隔離級別的具體表現(xiàn)

4.1 讀未提交

讀未提交：幾乎不施加鎖機(jī)制，雖執(zhí)行效率高，但存在嚴(yán)重問題

其核心問題是臟讀（dirty read）：一個(gè)事務(wù)在執(zhí)行過程中，能讀到另一個(gè)未提交事務(wù)的更新（或其他操作）—— 因?yàn)槭聞?wù)執(zhí)行有過程性，只要一個(gè)用戶修改了表，即便未執(zhí)行 commit，其他用戶無需等待提交就能立即看到這些未確認(rèn)的操作。

這正是“讀未提交”的本質(zhì)：事務(wù)只要執(zhí)行了SQL（未提交），其對表的操作就會(huì)被其他事務(wù)可見。

臟讀具體來說：

1. 事務(wù)A（發(fā)起者） 對數(shù)據(jù)做了修改（如更新某條記錄），但尚未執(zhí)行 commit（可能處于執(zhí)行中或未完成）；
2. 事務(wù)B（并發(fā)者） 在自己的事務(wù)中讀取到了事務(wù)A未提交的修改結(jié)果；
3. 若事務(wù)A因異常（如代碼錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)庫崩潰等）發(fā)生回滾，其修改會(huì)被撤銷，數(shù)據(jù)恢復(fù)到初始狀態(tài)；
4. 此時(shí)事務(wù)B之前讀取到的“未提交數(shù)據(jù)”就成了無效的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，基于該數(shù)據(jù)的后續(xù)操作（如計(jì)算、決策、更新）也會(huì)隨之出錯(cuò)。

這種“讀到臨時(shí)且可能被回滾的數(shù)據(jù)”的現(xiàn)象，正是臟讀。

4.2 讀提交

為方便截取我先把表清空

在讀提交隔離級別中：

• 事務(wù)發(fā)起者未提交時(shí)，事務(wù)并發(fā)者看不到其操作；
• 一旦發(fā)起者執(zhí)行 commit 提交，即使并發(fā)者的事務(wù)未結(jié)束，也會(huì)立即看到提交后的修改。

這會(huì)導(dǎo)致 不可重復(fù)讀（non-repeatable read） 問題：同一事務(wù)內(nèi)，相同的讀取操作在不同時(shí)間點(diǎn)（事務(wù)仍在執(zhí)行中）返回不同結(jié)果。

從邏輯上，一個(gè)事務(wù)提交后其他事務(wù)能看到最新數(shù)據(jù)是合理的，但站在并發(fā)事務(wù)的一致性角度，同一事務(wù)內(nèi)多次讀取應(yīng)保持一致，否則會(huì)破壞事務(wù)內(nèi)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性——這正是不可重復(fù)讀的問題核心。

示例：

1. 事務(wù)A（并發(fā)者）啟動(dòng)，讀取到 account 表中 id=1 的余額為 1000 元。
2. 事務(wù)B（發(fā)起者）啟動(dòng)，將 id=1 的余額改為 2000 元并提交。
3. 事務(wù)A未結(jié)束，再次讀取 id=1 的余額，結(jié)果變?yōu)?2000 元——同一事務(wù)內(nèi)兩次讀取結(jié)果不同，即不可重復(fù)讀。

4.3 可重復(fù)讀

可重復(fù)度是MySQL的默認(rèn)隔離級別

可重復(fù)讀（MySQL 默認(rèn)隔離級別）的核心特性是：同一事務(wù)在執(zhí)行期間，多次讀取數(shù)據(jù)會(huì)保持一致，直到自身事務(wù)提交后，才能看到其他事務(wù)的修改結(jié)果。

例如：終端A在事務(wù)中執(zhí)行 INSERT 操作，終端B在自身事務(wù)周期內(nèi)多次查看，均不受終端A未提交或已提交數(shù)據(jù)的影響，這符合可重復(fù)讀的特點(diǎn)。

但多數(shù)數(shù)據(jù)庫的可重復(fù)讀存在一個(gè)問題：無法屏蔽其他事務(wù)新插入（INSERT）的數(shù)據(jù)。

原因在于：隔離性通常通過對已存在數(shù)據(jù)加鎖實(shí)現(xiàn)，而待插入的數(shù)據(jù)因尚未存在，無法被傳統(tǒng)鎖機(jī)制覆蓋。因此，同一事務(wù)內(nèi)多次查詢時(shí)，可能會(huì)讀到其他事務(wù)新插入的記錄，出現(xiàn)“多次查找結(jié)果不一致、新增了未預(yù)期的記錄”的現(xiàn)象，這被稱為 幻讀（phantom read）。

關(guān)鍵差異：MySQL 的可重復(fù)讀（RR 級別）通過 Next-Key 鎖（間隙鎖 + 行鎖） 解決了幻讀問題——不僅鎖定已有數(shù)據(jù)行，還鎖定數(shù)據(jù)間隙，防止其他事務(wù)在間隙中插入新記錄，從而保證事務(wù)內(nèi)讀取結(jié)果的穩(wěn)定性。

4.4 串行化

前面三個(gè)隔離級別主要特點(diǎn)是：一方在修改數(shù)據(jù)（CUD操作），一方在讀取數(shù)據(jù)（R操作）,但是面對雙方都在修改數(shù)據(jù)的場景（CUD操作），我們就必須通過加鎖來實(shí)現(xiàn)了

對所有事務(wù)操作全部加鎖，進(jìn)行事務(wù)的串行化，但是只要串行化，效率很低，幾乎完全不會(huì)被采用。

可以看到在串行化隔離級別下，并發(fā)的事務(wù)查詢并不會(huì)受到鎖的約束，但如果想要對數(shù)據(jù)做修改，sql就會(huì)被阻塞（阻塞時(shí)間過長就會(huì)報(bào)錯(cuò)）。

當(dāng)有一方提交事務(wù)后，鎖就會(huì)被釋放，阻塞的sql就會(huì)再次執(zhí)行。

4.5 總結(jié)

隔離級別越嚴(yán)格，數(shù)據(jù)安全性越高，但數(shù)據(jù)庫并發(fā)性能越低，實(shí)際應(yīng)用中需在兩者間尋找平衡。

• 不可重復(fù)讀的重點(diǎn)是修改和刪除：同一條件下，兩次讀取同一數(shù)據(jù)，結(jié)果值不同。
• 幻讀的重點(diǎn)是新增：同一條件下，兩次讀取的記錄數(shù)量不同。

從實(shí)例中可看出，事務(wù)存在長事務(wù)、短事務(wù)的概念。事務(wù)間的互相影響，在并行執(zhí)行且均未提交時(shí)尤為顯著。

一致性（Consistency）

• 核心定義：事務(wù)執(zhí)行結(jié)果必須使數(shù)據(jù)庫從一個(gè)一致性狀態(tài)切換到另一個(gè)一致性狀態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)庫僅包含所有成功提交事務(wù)的結(jié)果時(shí)，處于一致性狀態(tài)；若因系統(tǒng)中斷導(dǎo)致未完成事務(wù)的修改寫入數(shù)據(jù)庫，則數(shù)據(jù)庫會(huì)處于不一致狀態(tài)。
• 保障關(guān)系：一致性通過原子性（事務(wù)要么全成、要么全滾）提供基礎(chǔ)保障。
• 技術(shù)支撐：從技術(shù)層面，一致性（C）通過原子性（A）、隔離性（I）、持久性（D） 共同保障（即 ACID 中的 AID 支撐 C）。

后面這篇文章是對隔離性更深層次的介紹

到此這篇關(guān)于Mysql數(shù)據(jù)庫事務(wù)全解析：概念、操作與隔離級別的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Mysql事務(wù)隔離級別內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！