MySQL事务学习笔记

事务

一系列的sql语句，要么全成功，要么就全失败。

特性

ACID

• 原子性：事务是不可分割的最小单元，一系列连续的sql操作 失败了一个 就需要把前面的全部回滚。
• 一致性：执行事务前后，数据满足完整性约束，数据总量保持一致。
• 隔离性：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干扰，多个事务之间相互隔离 不受并发影响 独立执行。
• 持久性：一个事务一旦提交，它对数据库的操作就是永久的。

InnoDB：

• 通过undo log保证事务原子性；
• 通过MVCC / 锁机制保证事务隔离性；
• 通过redo log保证事务持久性；
• 原子性+隔离性+持久性 保证 事务一致性；

并发事务问题

• 脏读：一个事务读取到数据是另一个事务没有提交的数据。 比如事务A对某个数据进行修改，B读取到A修改后的数据。但是A做了回滚操作 没有完成提交，B读取到的数据就是脏数据。
• 不可重复读：一个事务读取两次某个数据，在这两次读取中 有其他事务对这个数据进行了修改，导致两次读取出来的数据不一致。在同一个事务中，两次读取得到不同的数据，就是不可重复读。
• 幻读：幻读和不可重复读有点类似，但是幻读强调的是数据的增减 而不是数据的更新。比如，一个事务查询某个数据时 没有找到，插入该数据时，又发现这个数据已经存在了。

事务的隔离级别

• 读未提交：所有的事务都可以看到其他没有提交的事务的执行结果，只能防止第一类更新丢失（事务A回滚 覆盖合法的事务B提交），不能解决脏读、不可重复读、幻读。 （第一类更新丢失，e.g. x=100，A修改x= 50， B操作x += 100，提交为x=150，A回滚后 x=50。如果是第二类更新丢失，A回滚后，100+x(100)，最终是x=200。）
• 读已提交RC：一个事务的更新结果只有在事务提交以后，另一个事务才能读取到数据更新的结果。不能解决不可重复读和幻读。
• 可重复读（MySQL默认隔离级别）：可重复读是快照读（快照读仅保证读取历史版本的数据，但无法阻止其他事务插入新记录到查询范围内），一个事务多次读取同一个数据，实际上读取的是数据快照，其他事务的修改对当前事务是不可见的 可以保证在同一事务内多次读取到的数据是一致的。 可以防止第一类更新丢失、第二类更新丢失、脏读、不可重复读，但不能解决幻读。
• 串行化：事务只能一个接一个的执行，不能并发执行。可能导致大量的超时现象和锁竞争。

隔离级别怎么实现

MySQL的隔离级别通过锁和MVCC机制共同实现，串行化隔离级别通过锁来实现，其他隔离级别基于MVCC实现 但是也可能用到锁机制 比如可重复读在当前读下需要加锁保证不出现幻读。

MVCC

当前读与快照读

• 当前读

  读取的是记录的最新版本，读取时需要加锁保证其他事务不能修改当前记录。select ... lock in share mode、select ... for update、update、insert、delete都是当前读。

• 快照读

  简单的不加锁的select就是快照读。快照读读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史版本，不加锁，是非阻塞读。

  • Read Committed：每次select都会生成一个快照读。
  • Repeatable Read：开启事务后第一个select语句是快照读的地方。
  • Serializable：快照读退化为当前读。

MVCC多版本并发控制，维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突，快照读为MVCC提供了一个非阻塞读功能。MVCC具体实现依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undo log日志、readView。

• 隐式字段

  • DB_TRX_ID：最近修改事务id，记录插入这条记录或最后一次修改这条记录 的事务id。
  • DB_ROLL_PTR：回滚指针，指向这条记录的上一个版本，配合undo log。
  • DB_ROW_ID：隐藏主键，如果表结构没有指定主键，就生成该隐藏字段。

• undo log

  • undo log日志：在insert、update、delete的时候产生的便于回滚的日志。
    • insert的时候，产生的undo log日志只在回滚的时候需要，事务提交后，可以立即删除。
    • update、delete的时候，产生的undo log日志不仅在回滚时需要，在快照读的时候也需要，不能立即删除。
  • undo log版本链：不同事务或者相同事务对同一条记录进行修改，导致该记录的undolog生成一条记录版本链表，链表的头部是最新的旧记录，链表尾部是最早的旧记录。undolog版本链记录这条记录的所有历史版本，版本之间通过隐式字段回滚指针进行关联。

• readView

  • ReadView读视图是快照读sql执行时MVCC读取数据的依据，记录并维护当前活跃的（未提交）事务id。

    • m_ids：当前活跃事务id集合。
    • min_trx_id：最小活跃事务id。
    • max_trx_id：预分配事务id，当前最大事务id+1。
    • creator_trx_id：readView创建者的事务id。

  • 版本链数据访问规则：

    

  • 不同隔离级别，生成ReadView的时机不同：

    • 读已提交RC：在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。
    • 可重复读RR：仅在事务的第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用该ReadView。

MVCC实现RR不可重复读

在RC读已提交下, 在事务中每一次执行快照读时生成ReadView, 这也就造成了每次读取就有不同ReadView, 那么就会读到已提交的事务修改的内容, 造成不可重复读的问题。

在隔离级别为可重复读RR时, 仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView, 后续复用该ReadView.由于后续复用了ReadView, 所以数据对当前事务的可见性和第一次是一样的, 所以从undolog中读到的数据快照和第一次是一样的, 即便过程中有其他事务修改也读不到.