MySQL事務的ACID特性以及並行問題方案

2022-07-14 18:02:44

一、事務的概念

一個事務是由一條或多條對資料庫操作的SQL語句所組成的一個不可分割的單元，只有當事務中所有操作都正常執行完了，整個事務才會被提交給資料庫，如果有部分事務處理失敗，那麼事務就要回滾到最初的狀態，因此，事務要麼全部執行成功，要麼全部失敗。

所以要記住事務幾個基本概念，如下：

事務是一組SQL語句的執行，要麼全部成功，要麼全部失敗，不能出現部分成功，部分失敗的結果，保證事務執行的原子操作。事務的所有SQL語句全部執行成功，才能提交（commit）事務，把結果寫會磁碟上。事務執行過程中，有的SQL出現錯誤，那麼事務必須要回滾（rollback）到最初的狀態。

比如轉賬業務需要多條SQL語句共同完成，只有這些SQL都執行成功才算業務成功了。

事務處理有三個狀態：

begin：開啟一個事務要執行的全部sql語句都成功了，然後commit提交一個事務如果其中任何一條SQL語句由於停電、或者伺服器出錯，導致SQL執行異常，那事務就沒有提交，事務會回滾（rollback），資料將恢復到事務開始前的狀態

這是儲存引擎來保證的（redo log和undo log保證的）

MyISAM儲存引擎不支援事務，InnoDB儲存引擎支援事務、支援行鎖。

用show enginesG檢視當前資料庫支援哪些儲存引擎。

select @@autocommit;檢視對事務提交狀態的設定

資料庫引擎可以通過命令臨時修改，或者通過組態檔永久修改。

如果說我們業務上涉及了事務，我們一般會在程式碼上控制這個變數，一般來說，我們的事務由多條SQL組成，要滿足事務的原子性操作，所以我們設定為手動提交。業務都成功，則提交這個事務；如果業務中間出現失敗，就回滾1個事務。

二、ACID特性

每一個事務必須滿足下面的4個特性：

事務的原子性(Atomic)：事務是一個不可分割的整體，事務必須具有原子特性，及當事務修改時，要麼全執行，要麼全不執行，即不允許事務部分的完成。事務的一致性(Consistency)：一個事務執行之前和執行之後，資料庫資料必須保持一致性狀態。資料庫的一致性狀態必須由使用者來負責，由並行控制機制實現。就拿網上購物來說，你只有讓商品出庫，又讓商品進入顧客的購物車才能構成一個完整的事務。（一致性不僅僅體現在事務裡面，包括儲存層引入MySQL為了提高熱點資料的存取效率一般都會加一個快取層Redis或者Memery cache對熱點資料做快取，這就涉及了快取層和資料庫DB層的資料一致性問題）事務的隔離性(Isolution)：當兩個或多個事務並行執行時，為了保證資料的安全性，將一個事務內部的操作與其他事務的操作隔離起來，不被其他正在執行的事務所看到，使得並行執行的各個事務之間不能互相影響。隔離級別：資料的安全性和事務的並行性。隔離越嚴格，安全性越高，並行性越低（就是並行控制，保證資料安全）事務的永續性(Durability)：事務完成以後(事務commit成功)，DBMS保證它對資料庫中的資料的修改時永久性的，即使資料庫因為故障出錯，也應該能夠恢復資料。

MySQL最重要的是紀錄檔，不是資料！

事務的ACD特性是由MySQL的redo log和undo log機制來保證的；I隔離性是由mysql事務的鎖機制來實現保證的。

三、事務並行存在的問題

事務處理不經隔離，並行執行事務時通常會發生以下問題：

髒讀(Dirty Read)：一個事務讀取了另一個事務未提交的資料。例如當事務A和事務B並行執行時，當事務A更新後，事務B查詢讀取到A尚未提交的資料，此時事務A回滾，則事務B讀到的資料就是無效的髒資料（事務B讀取了事務A尚未提交的資料）不可重複讀(NonRepeatable Read)：一個事務的操作導致另一個事務前後兩次讀到不同的資料。例如當事務A和事務B並行執行時，當事務B查詢讀取資料後，事務A更新操作更改事務B查詢到的資料，此時事務B再去讀該資料，發現前後兩次讀的資料不一樣。（事務B讀取了事務A已提交的資料）虛讀(Phantom Read)幻讀：一個事務的操作導致另一個事務前後兩次查詢的結果資料量不同。例如當事務A和事務B並行執行時，當事務B查詢讀取資料後，事務A新增或者刪除了一條滿足事務B查詢條件的記錄，此時事務B再去查詢，發現查詢到前一次不存在的記錄，或者前一次查詢的一些記錄不見了。（事務B讀取了事務A新增加的資料或者讀不到事務A刪除的資料）

髒讀必須杜絕，因為事務沒有commit。在有些場景下，不可重複讀和幻讀是可以允許的(事務已經commit)，不一定非要杜絕（通過設定不同的隔離級別解決），由應用場景需求決定。