MySQL事務(wù)的示例分析

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這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān) MySQL 事務(wù)的示例分析，丸趣 TV 小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

ACID 特性

事務(wù)處理是一種對(duì)必須整批執(zhí)行的 MySQL 操作的管理機(jī)制，在事務(wù)過(guò)程中，除非整批操作全部正確執(zhí)行，否則中間的任何一個(gè)操作出錯(cuò)，都會(huì)回滾 (Rollback) 到最初的安全狀態(tài)以確保不會(huì)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)造成錯(cuò)誤的改動(dòng)。

之前的文章中我們提到過(guò)，MySQL 5.5 之后，默認(rèn)的存儲(chǔ)引擎從 MyISAM 替換成了 InnoDB，這其中的一個(gè)重要原因就是因?yàn)?InnoDB 支持事務(wù)，我們用 SHOW ENGINES 來(lái)看一下 MySQL 中對(duì)各種存儲(chǔ)引擎的描述。

事務(wù)最重要的四個(gè)特性通常被稱為 ACID 特性
A – Atomicity 原子性: 一個(gè)事務(wù)是一個(gè)不可分割的最小單位，事務(wù)中的所有操作要么全部成功，要么全部失敗，沒(méi)有中間狀態(tài)。原子性主要是通過(guò)事務(wù)日志中的回滾日志(undo log) 來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行修改時(shí)，InnoDB 會(huì)根據(jù)操作生成相反操作的 undo log，比如說(shuō)對(duì) insert 操作，會(huì)生成 delete 記錄，如果事務(wù)執(zhí)行失敗或者調(diào)用了 rollback，就會(huì)根據(jù) undo log 的內(nèi)容恢復(fù)到執(zhí)行之前的狀態(tài)。

C – Consistency 一致性: 事務(wù)執(zhí)行之前和執(zhí)行之后數(shù)據(jù)都是合法的一致性狀態(tài)，即使發(fā)生了異常，也不會(huì)因?yàn)楫惓Ｒ茐臄?shù)據(jù)庫(kù)的完整性約束，比如唯一性約束等。

I – Isolation 隔離性: 每個(gè)事務(wù)是彼此獨(dú)立的，不會(huì)受到其他事務(wù)的執(zhí)行影響，事務(wù)在提交之前對(duì)其他事務(wù)不可見(jiàn)。隔離性通過(guò)事務(wù)的隔離級(jí)別來(lái)定義，并用鎖機(jī)制來(lái)保證寫操作的隔離性，用 MVCC 來(lái)保證讀操作的隔離性，將在下文詳細(xì)介紹。

D – Durability 持久性: 事務(wù)提交之后對(duì)數(shù)據(jù)的修改是持久性的，即使數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)也不會(huì)丟失，通過(guò)事務(wù)日志中的重做日志 (redo log) 來(lái)保證。事務(wù)修改之前，會(huì)先把變更信息預(yù)寫到 redo log 中，如果數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)，恢復(fù)后會(huì)讀取 redo log 中的記錄來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)。

事務(wù)控制語(yǔ)法

MySQL 事務(wù)控制有幾個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，分別是事務(wù)的開(kāi)啟，提交，回滾和保存點(diǎn)。

開(kāi)啟事務(wù)代表事務(wù)開(kāi)始執(zhí)行，語(yǔ)句為 START TRANSACTION 或者 BEGIN，提交事務(wù)代表將事務(wù)中的所有更新都寫到磁盤的物理數(shù)據(jù)庫(kù)，事務(wù)正常執(zhí)行結(jié)束，語(yǔ)句為 COMMIT，如果發(fā)生異常需要回滾，語(yǔ)句為 ROLLBACK。要注意的是，一旦事務(wù)已經(jīng)提交，就不能回滾了，因此，在代碼執(zhí)行過(guò)程中捕獲到異常的時(shí)候需要直接執(zhí)行 rollback 而不是 commit。

比如 A 向 B 轉(zhuǎn)賬 100 元的事務(wù)：

//  正常執(zhí)行，提交
BEGIN; #  開(kāi)啟事務(wù)
UPDATE account_balance SET balance = balance - 100.00 WHERE account_name =  A 
UPDATE account_balance SET balance = balance + 100.00 WHERE account_name =  B 
COMMIT; #  提交事務(wù)
//  發(fā)生異常，回滾
BEGIN; #  開(kāi)啟事務(wù)
UPDATE account_balance SET balance = balance - 100.00 WHERE account_name =  A 
UPDATE account_balance SET balance = balance + 100.00 WHERE account_name =  B 
ROLLBACK; #  事務(wù)回滾

在復(fù)雜場(chǎng)景中，有時(shí)我們不需要全盤回滾整個(gè)操作，而是分批執(zhí)行，回滾到某個(gè)節(jié)點(diǎn)就好了，相當(dāng)于是在一個(gè)大事務(wù)下嵌套了若干個(gè)子事務(wù)，在 MySQL 中可以使用保留點(diǎn) SAVEPOINT 來(lái)實(shí)現(xiàn)。

BEGIN;
insert into user_tbl (id) values (1) ;
insert into user_tbl (id) values (2) ;
ROLLBACK; # 1,2  都沒(méi)有寫入
BEGIN;
insert into user_tbl (id) values (1) ;
SAVEPOINT s1;
insert into user_tbl (id) values (2) ;
ROLLBACK TO s1; #  回滾到保留點(diǎn)  s1,  因此  1  成功寫入，2  被回滾,  最終結(jié)果為  1
RELEASE SAVEPOINT s1; #  釋放保留點(diǎn)

順便提一下，事務(wù)有隱式事務(wù)（自動(dòng)提交）和顯示事務(wù)（必須手動(dòng)提交）兩種，MySQL 默認(rèn)為隱式事務(wù)，會(huì)進(jìn)行自動(dòng)提交，通過(guò) autocommit 參數(shù)來(lái)控制。

#  查看變量
SHOW VARIABLES LIKE  autocommit 
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| autocommit | ON |
+---------------+-------+
#  開(kāi)啟自動(dòng)提交（默認(rèn)）SET autocommit = 1;
#  關(guān)閉自動(dòng)提交
SET autocommit = 0;

在自動(dòng)提交狀態(tài)下，如果沒(méi)有顯示的開(kāi)啟事務(wù)，那每一條語(yǔ)句都是一個(gè)事務(wù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)每一條 sql 執(zhí)行 commit 操作。使用 BEGIN 或 START TRANSACTION 開(kāi)啟一個(gè)事務(wù)之后，自動(dòng)提交將保持禁用狀態(tài)，直到使用 COMMIT 或 ROLLBACK 結(jié)束事務(wù)之后，自動(dòng)提交模式會(huì)恢復(fù)到之前的狀態(tài)。

關(guān)于事務(wù)還有另一個(gè)參數(shù) completion_type，默認(rèn)取值為 0 (NO_CHAIN)

#  查看變量
SHOW VARIABLES LIKE  completion_type 
+-----------------+----------+
| Variable_name | Value |
+-----------------+----------+
| completion_type | NO_CHAIN |
+-----------------+----------+

completion_type = 0: 默認(rèn)值，執(zhí)行 commit 后不會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟新的事務(wù)。
completion_type = 1: 執(zhí)行 commit 時(shí)，相當(dāng)于執(zhí)行 COMMIT AND CHAIN，自動(dòng)開(kāi)啟一個(gè)相同隔離級(jí)別的事務(wù)。
completion_type = 2: 執(zhí)行 commit 時(shí)，相當(dāng)于執(zhí)行 COMMIT AND RELEASE，提交事務(wù)后自動(dòng)斷開(kāi)服務(wù)器連接。

事務(wù)并發(fā)異常

在實(shí)際產(chǎn)線環(huán)境下，可能會(huì)存在大規(guī)模并發(fā)請(qǐng)求的情況，如果沒(méi)有妥善的設(shè)置事務(wù)的隔離級(jí)別，就可能導(dǎo)致一些異常情況的出現(xiàn)，最常見(jiàn)的幾種異常為臟讀 (Dirty Read)、幻讀(Phantom Read) 和不可重復(fù)讀(Unrepeatable Read)。

臟讀

臟讀指一個(gè)事務(wù)訪問(wèn)到了另一個(gè)事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)，如下過(guò)程:

假設(shè) a 的值為 1，事務(wù) 2 把 a 改為 2，此時(shí)事務(wù)還未提交

在這個(gè)時(shí)候，事務(wù) 1 讀取 a，讀得 a 的值為 2，事務(wù) 1 讀取完成

結(jié)果事務(wù) 2 回滾了對(duì) a 的修改（或者是未 commit），于是 a 的值變回 1

這就導(dǎo)致事實(shí)上 a 的值為 1，但是事務(wù) 1 取得的結(jié)果為 2，所以事務(wù) 1 讀到了臟數(shù)據(jù)，發(fā)生臟讀

不可重復(fù)讀

不可重復(fù)讀指一個(gè)事務(wù)多次讀取同一數(shù)據(jù)的過(guò)程中，數(shù)據(jù)值內(nèi)容發(fā)生了改變，導(dǎo)致沒(méi)有辦法讀到相同的值，描述的是針對(duì)同一條數(shù)據(jù) update/delete 的現(xiàn)象，如下過(guò)程：

事務(wù) 1 讀取 a，此時(shí) a = 1

此時(shí)事務(wù) 2 將 a 修改為 2，并成功提交，改動(dòng)生效

事務(wù) 1 又一次讀取 a，此時(shí) a = 2

事務(wù) 1 在同一個(gè)事務(wù)里面兩次讀取同一個(gè)值，數(shù)據(jù)值內(nèi)容卻發(fā)生了改變，發(fā)生不可重復(fù)讀

幻讀

幻讀指一個(gè)事務(wù)多次讀取同一數(shù)據(jù)的過(guò)程中，全局?jǐn)?shù)據(jù)（如數(shù)據(jù)行數(shù)）發(fā)生了改變，仿佛產(chǎn)生了幻覺(jué)，描述的是針對(duì)全表 insert/delete 的現(xiàn)象，如下過(guò)程：

事務(wù) 1 第一次讀取數(shù)量，得到 10 條數(shù)據(jù)

此時(shí)事務(wù) 2 插入了一條數(shù)據(jù)并成功提交，改動(dòng)生效，數(shù)據(jù)變成 11 條

事務(wù) 1 再次讀取數(shù)量，得到 11 條數(shù)據(jù)，對(duì)事務(wù) 1 而言莫名其妙的多了一條，好像產(chǎn)生幻覺(jué)了一樣，發(fā)生幻讀

或者是另一種場(chǎng)景，比如對(duì)于有唯一性約束的字段（如 id），發(fā)生如下過(guò)程：

事務(wù) 1 要插入 id = 5 的記錄，先查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)現(xiàn)不存在 id = 5 的數(shù)據(jù)，可以正常插入。

這時(shí)候事務(wù) 2 插入了一條數(shù)據(jù) id = 5。

事務(wù) 1 插入 id = 5 時(shí)，發(fā)現(xiàn)報(bào)錯(cuò)唯一性沖突，對(duì)事務(wù) 1 來(lái)講就好像見(jiàn)了鬼了，我剛剛明明檢查過(guò)沒(méi)有，怎么這時(shí)候又有了。

事務(wù)隔離級(jí)別

串行化的事務(wù)處理方式當(dāng)然是最安全的，但是串行無(wú)法滿足數(shù)據(jù)庫(kù)高并發(fā)訪問(wèn)的需求，作為妥協(xié)，有時(shí)不得不降低數(shù)據(jù)庫(kù)的隔離標(biāo)準(zhǔn)來(lái)?yè)Q取事務(wù)的并發(fā)能力，通過(guò)在可控的范圍內(nèi)犧牲正確性來(lái)?yè)Q取效率的提升，這種權(quán)衡通過(guò)事務(wù)的隔離級(jí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)庫(kù)有 4 種事務(wù)隔離級(jí)別，由低到高依次為讀未提交 Read Uncommitted、讀已提交 Read Committed、可重復(fù)讀 Repeatable Read、串行化 Serializable。

讀未提交 Read Uncommitted
允許讀取未提交的內(nèi)容，這種級(jí)別下的查詢不會(huì)加鎖，因此臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀都有可能發(fā)生。

讀已提交 Read Committed
只允許讀取已提交的內(nèi)容，這種級(jí)別下的查詢不會(huì)發(fā)生臟讀，因?yàn)榕K數(shù)據(jù)屬于未提交的數(shù)據(jù)，所以不會(huì)被讀取，但是依然有可能發(fā)生不可重復(fù)讀和幻讀。

可重復(fù)讀 Repeatable Read（MySQL 的默認(rèn)隔離級(jí)別）
使用行級(jí)鎖來(lái)保證一個(gè)事務(wù)在相同查詢條件下兩次查詢得到的數(shù)據(jù)結(jié)果一致，可以避免臟讀和不可重復(fù)讀，但是沒(méi)有辦法避免幻讀。

需要特殊注意的是，Innodb 在 Repeatable Read 下通過(guò) MVCC 提供了穩(wěn)定的視圖，因此 Innodb 的 RR 隔離級(jí)別下是不會(huì)出現(xiàn)上述幻讀異常中的第一個(gè)場(chǎng)景的，但第二個(gè)場(chǎng)景還是會(huì)出現(xiàn)。

串行化 Serializable
使用表級(jí)鎖來(lái)保證所有事務(wù)的串行化，可以防止所有的異常情況，但是犧牲了系統(tǒng)的并發(fā)性。

查看隔離級(jí)別的命令為

SHOW VARIABLES LIKE  transaction_isolation 
#  或者
SELECT @@global.tx_isolation, @@tx_isolation;

第二種方式可以查看全局和當(dāng)前會(huì)話的隔離級(jí)別。

設(shè)置隔離級(jí)別的命令為

#  將當(dāng)前會(huì)話的隔離級(jí)別設(shè)為讀未提交
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED; 
#  將全局的隔離級(jí)別設(shè)為讀未提交
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;

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正文完