Mysql-事务（Transaction)详解

什么是事务？

        事务（Transaction），就是将一组SQL语句放在同一批次内去执行，如果一个SQL语句出错，则该批次内的所有SQL都将被取消执行。

特点：

        一个事务中如果有一个数据库操作失败，那么整个数据库的所有操作都会失败，数据库数据就会回滚到该事务开始之前的状态。

限制：

        MySQL数据库中仅InnoDB和BDB类型的数据库表支持事务。

事务的ACID原则

1. 原子性（Atomic）

意味着数据库中的事务执行是作为原子粒度。即不可再分，整个语句要么执行，要么不执行。

2. 一致性(Consist)

即在事务开始之前和事务结束以后，数据库的完整性约束没有被破坏。

3. 隔离型(Isolated)

事务的执行是互不干扰的，一个事务不可能看到其他事务运行时，中间某一时刻的数据。

4. 持久性(Durable)

意味着在事务完成以后 ，该事务所对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中，并不会被回滚。

Mysql事务实现

方法

• START TRANSACTION：开始一个事务,标记事务的起始点
• SET AUTOCOMMIT：使用该语句来改变自动提交模式，等于0时关闭自动提交模式，等于1时开启自动提交模式。默认为1，使用事务时为0
• COMMIT：提交一个事务给数据库
• ROLLBACK：将事务回滚，数据回到本次事务的初始状态

步骤

1. 关闭MySQL自动提交：SET AUTOCOMMIT = 0
2. 开启一个事务，标记事务的起始点：START TRANSACTION;
3. 提交或者回滚（只能存在其一）

1. 1. 提交：COMMIT
   2. 回滚：ROLLBACK

1. 开启MySQL自动提交：SET AUTOCOMMIT = 1

事务的原子性，一致性，持久性

事务的原子性、一致性和持久性由事务的 redo 日志和undo 日志来保证。

• REDO LOG ：称为 重做日志 ，提供再写入操作，恢复提交事务修改的页操作，用来保证事务的持久性。
• UNDO LOG ：称为 回滚日志 ，回滚行记录到某个特定版本，用来保证事务的原子性、一致性

事务的隔离性

        事务的隔离性是指为了让不同的事务之间相互不存在干扰，就需要对事务的操作进行隔离，事务的隔离性也就是将操作同一个数据的事务相互分离，让操作之间分开有序的执行。

用什么方式实现事务的隔离性

        通常数据库里都是采用锁的机制，保证事务之间的隔离性

Mysql中的锁

表级锁（Table Locks）

        表级锁是锁定整个表的锁。这种锁开销较小，但并发性较差。表级锁分为两类：

• 表共享读锁（Table Read Lock, S锁）： 允许其他事务读取，但不允许写入
• 表独占写锁（Table Write Lock, X锁）： 不允许其他事务读取和写入

行级锁（Row Locks）

        行级锁是锁定表中的具体行。这种锁开销较大，但并发性好。行级锁在InnoDB存储引擎中最为常见，并分为两类：

• 共享锁（Shared Lock, S锁）：允许事务读取一行，但不允许修改。
• 排他锁（Exclusive Lock, X锁）：允许事务读取和修改一行。

全局锁（Global Locks）：

        全局锁用于锁定整个数据库实例，通常用于备份。MySQL提供了FLUSH TABLES WITH READ LOCK (FTWRL)命令来实现全局锁。

元数据锁（Meta-data Lock, MDL）

        MDL用于保护表的元数据不被并发修改。当一个事务正在访问表元数据（如修改表结构）时，其他事务必须等待，以确保元数据的一致性。

意向锁（Intention Lock）

        意向锁是一种表级锁，表示事务希望在表中的某些行上设置行级锁。意向锁分为两类：

• 意向共享锁（Intention Shared Lock, IS锁）：表示事务准备设置共享锁。
• 意向排他锁（Intention Exclusive Lock, IX锁）：表示事务准备设置排他锁。

记录锁（Record Lock）

        记录锁是行级锁的一种，锁定索引记录。

间隙锁（Gap Lock）

        间隙锁锁定索引记录之间的间隙，防止其他事务在这些间隙中插入新记录。主要用于防止幻读现象。

临键锁（Next-Key Lock）

        临键锁是记录锁和间隙锁的组合，锁定索引记录及其前面的间隙。这种锁在InnoDB的可重复读（REPEATABLE READ）隔离级别下用于防止幻读。

插入意向锁（Insert Intention Lock）

        插入意向锁是一种特殊的间隙锁，用于在间隙中插入新记录。多个事务可以在同一个间隙中持有插入意向锁，而不会互相阻塞。

事务并发时出现的问题

1. 脏写

        当两个或多个事务同时修改同一数据时，后提交的事务可能会覆盖前一个事务所做的修改，导致前一个事务的更新被丢失。

2. 脏读（可重复读）

        一个事务读取了另一个事务尚未提交的数据。如果后续这个事务被回滚，那么读取到的数据就是无效的。

3. 不可重复读

在同一个事务中，两次读取同一行数据得到的结果不一致。

• 并发事务更新：当一个事务在读取数据后，另一个事务对同一行数据进行了更新操作。
• 并发事务删除：当一个事务在读取数据后，另一个事务对同一行数据进行了删除操作。

4. 幻读

在同一个事务中，两次查询相同条件的数据得到的结果集不一致。

• 并发事务插入：当一个事务在查询数据后，另一个事务对相同的条件的数据进行了插入操作。
• 并发事务删除：当一个事务在查询数据后，另一个事务对相同的条件的数据进行了删除操作。
• 并发事务更新：当一个事务在查询数据后，另一个事务对相同条件的数据进行了更新操作。

事务的隔离级别

1. 读未提交：

• 事务读取：不加锁
• 事务写入：加写锁
• 解决问题：脏写
• 存在问题：脏读，不可重复读，幻读

2. 读提交（不可重复读）：

• 事务读取：加读锁（每次select完释放读锁）
• 事务写入：加写锁
• 解决问题：脏写,脏读
• 存在问题：不可重复读，幻读

3. 可重复读：

• 事务读取：加读锁（每次select完不释放锁，而是事务结束后才释放）（如果是mysql的InnoDB还会加间隙锁）
• 事务写入：加写锁
• 解决问题：脏写，脏读，不可重复读
• 存在问题：幻读（InnoDB不存在幻读）

4. 串行化：

        事务之间没有影响，不管读取还是修改事务，串行化执行，一个事务执行必须等其他事务结束

InnoDB的MVCC

        MVCC 的实现依赖于：隐藏字段(版本号)、Undo Log、Read View。

        MVCC （Multiversion Concurrency Control），多版本并发控制。顾名思义，MVCC 是通过数据行的多个版本管理来实现数据库的 并发控制 。这项技术使得在InnoDB的事务隔离级别下执行 一致性读 操作有了保证。换言之，就是为了查询一些正在被另一个事务更新的行，并且可以看到它们被更新之前的值，这样 在做查询的时候就不用等待另一个事务释放锁。

InnoDB就是通过MVCC机制解决可重复读中的幻读问题