数据库-数据库事务 隔离级别

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数据库事务

（一）什么是数据库事务

数据库事务是访问并可能操作各种数据项的一个数据库操作（包括读、写）序列，这些操作要么全部执行,要么全部不执行，是一个不可分割的工作单位。事务由事务开始与事务结束之间执行的全部数据库操作组成。

例如：银行转账。核心操作包括更新一个账户减去转账金额，更新另一个账户加上转账金额，要求要同时成功或同时失败。

（二）事务的目的

1. 为数据库操作提供了一个从失败中恢复到正常状态的方法，同时提供了数据库即使在异常状态下仍能保持一致性的方法。

2. 当多个应用程序在并发方法数据库时，可以再这些应用程序之间提供一个隔离方法，以防止彼此的操作互相干扰。

总结：事务的目的就是要提供3种方法：

1. 失败恢复方法。
2. 保持一致性的方法。
3. 操作隔离的方法。

成功情况下

能将数据从一种状态变为另一种状态，并能够持久化。

异常情况下

1. 能将数据恢复到正常状态。

2. 要能保证一致性，包含数据的一致性和约束的一致性。

并发情况下

并发的操作之间不能产生相互影响。

（三）事务特性

事务包括ACID四个特性，分别是原子性、一致性、隔离性、持久性。

原子性（Actomicity）

表示一个事务内的所有操作是一个整体，是一个不可分割的工作单位，要么全部成功，要么全部失败。

一致性（Consistency）

事务前后数据的完整性必须保持一致。

隔离性（Isolation）

事务的隔离性是多个用户并发访问数据库时，数据库为每一个用户开启的事务，不能被其他事务的操作数据所干扰，多个并发事务之间要相互隔离。

持久性（Durability）

持久性是指一个事务一旦被提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，接下来即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。

（四）操作事务

在数据库中，一个事务可以由多条SQL语句组成，当然一个事务中也可以只包含一条SQL语句。

MYSQL中可以有两种方式进行事务的操作：

1. 自动提交事务。
2. 手动提交事务。

1. 自动提交事务

MySQL的每一条DML(增删改)语句都是一个单独的事务，MySQL默认情况下，在执行每条语句时都会自动开启一个事务，执行完毕自动提交事务。

当语句执行完成后，数据库中添加了数据。

2. 手动提交事务

事务有关的SQL语句

示例

start transaction; -- 开启事务
update emp set name='李四' where id=10; -- 更新数据

-- 在没有提交事务时，数据库中的数据不会真正的发生变化

commit;-- 提交事务
-- 事务提交后，数据库中的数据才会真正的变化

示例2

start transaction; --开启事务
update emp set name='王五' where id=10; -- 更新数据
-- 如果不提交事务，而是回滚事务，数据库中的数据将不会变化
rollback;

3. 事务原理

事务开启之后, 所有的操作都会临时保存到事务日志, 事务日志只有在得到commit命令才会同步到数据表中，其他任何情况都会清空事务日志(rollback，断开连接)

（五）事务的并发异常

在事务并发操作时（例如多个客户端来操作同一个数据库中的同一张表）。可能会出现如下的问题。

当然这些并发的异常可以说是由数据库的隔离级别引起的，或者说通过调整数据库的隔离级别可以防止以上并发异常的发生。

（六）隔离级别

数据库的事务隔离级别主要包括：读未提交(Read Uncommitted)、读已提交(Read Committed)、可重复读(Repeatable Read)、串行化(Serializable)。隔离级别越高，数据库的效率就越低。

MySQL数据库InnoDB存储引擎（默认）的默认隔离级别是Repeatable Read

SQL sever默认系统事务隔离级别是read committed

Oracle数据库默认的隔离级别是Read Committed

各种隔离级别能解决哪些并发异常

1. 隔离级别的查看和修改

MySQL8 以前版本

查看

select @@session.tx_isolation

修改

set @@session.tx_isolation=’隔离级别’

MySQL8

查看

select @@transaction_isolation

修改

set session transaction isolation level 隔离级别

当然，修改隔离级别，只是修改当前会话的隔离级别。如果打开另外一个会话查看，隔离级别没有改变。

2. 隔离级别应用

准备数据

create database tx character set utf8;
create table stu(
     id int primary key auto_increment,
	 name varchar(20),
	 age int
);
insert into stu values(null,'张三',20);
insert into stu values(null,'李四',21);
insert into stu values(null,'王五',22);
insert into stu values(null,'赵六',23);
insert into stu values(null,'小王',24);

以Read Uncommitted测试为例

（理解5种事务并发异常）

1）测试脏读

在Navicat中开启两个命令窗口，每一个窗口就相当于一个线程。

1、把两个命令窗口的隔离级别都修改成 Read Uncommitted

set session transaction isolation level read uncommitted

2、在窗口1开启事务，更新id为1的年龄为100，不提交事务。

start transaction;
update stu set age=100 where id=1;

3、在命令窗口2中，查看id为1的数据

start transaction;
select * from stu where id=1;

4、如果窗口1回滚，窗口2读到的数据又会发生变化

2）测试不可重复读

1、窗口1开启事务查询id为1的数据

start transaction;
select * from stu where id=1;

2、窗口2开启事务，更新id为1的age为100

start transaction;
update stu set age=100 where id=1;
commit;

3、回到窗口1，还是在原来的事务中，查询id为1的数据

select * from stu where id=1;

3）测试幻读

1、在窗口1中开启事务，查询stu表的数据总条数

start transaction;
select count(*) from stu;

2、在窗口2中开启事务，插入一条新数据

start transaction;
insert into stu values(6,'王二小',30);
commit;

3、回到窗口1，还是在当前事务中，再次查询数据条数

select count(*) from stu;

4）测试丢失更新

关于丢失更新的说明

测试回滚丢失

1、窗口1和窗口2都开启事务，查询id为1的数据的信息

start transaction;
select * from stu where id=1;

2、窗口1更新id为1的age=age+1

update stu set age=age+1 where id=1;

操作成功！！！

3、窗口2更新id为1的age=age+2

update stu set age=age+2 where id=1;

会发现窗口2的更新会阻塞！这是因为在mysql数据库中，在窗口1更新这条数据没有提交时，对该条数据加锁了，导致窗口2无法更新这条数据。只有当窗口1提交时，窗口2的更新会自动执行。

窗口1：

commit;

窗口2：

4、窗口2回滚

rollback;

5、回到窗口1查询数据

select * from stu where id=1;

我们会发现，并没有出现我们预期的丢失更新的情况！

这是因为MySQL的锁引起的，无论使用哪种隔离级别都无法掩饰出丢失更新的情况！除非关闭MySQL的锁。

其余隔离级别测试同上

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再放一下最后结论：

注意：MySQL在Repeatable Read的隔离级别下，也不存在幻读了。这是因为MySQL中采用了next-key和gap-lock的机制的问题，这里不进行深入的探讨

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