前言
在和数据库打交道,事务总是绕不开的。简单说,事务就是要保证一组数据库操作要么全部成功,要么全部失败。 在 MySQL 中,事务支持是在引擎层实现的。MySQL 是一个支持多引擎的系统,但并不是所有的引擎都支持事务。比如 MySQL 原生的 MyISAM 引擎就不支持事务,这也是 MyISAM 被 InnoDB 取代的重要原因之一。
隔离性与隔离级别
事务具有四大特性,也就是常说的ACID(Atomicity、Consistency、Isolation、Durability,即原子性、一致性、隔离性、持久性),这里打算说说隔离性。
当数据库上有多个事务同时执行的时候,就可能出现脏读(dirty read)、不可重复读(non-repeatable read)、幻读(phantom read)的问题,为了解决这些问题,就有了“隔离级别”的概念。
隔离级别越高,效率就会越低。 SQL的事务隔离级别包括:读未提交(read uncommitted)、读提交(read committed)、可重复读(repeatable read)和串行化(serializable )。
- 读未提交,一个事务还没提交时,它做出的变更就能被其他事务看到
- 读提交,一个事务提交之后,它做出的变更才能被其他事务看到
- 可重复读,一个事务执行过程中看到的数据,总是跟这个事务在启动时看到的数据是一致的。在这个级别下,未提交的变更对其他事务也是不可见的。
- 串行化,对于同一行记录,“写”会加“写锁”,“读”会加“读锁”。当出现读写锁冲突的时候,后访问的事务必须等前一个事务执行完成,才能继续执行。
下面对这几种隔离级别进行简单解释。假设数据表T中只有一列,其中一行的值为1,下面是按照时间顺序执行的两个事务的行为。
在不同的隔离级别下,图中V1、V2、V3会得到不同的值
- 若隔离级别是“读未提交”, 则 V1 的值就是 2。这时候事务 B 虽然还没有提交,但是结果已经被 A 看到了。因此,V2、V3 也都是 2。
- 若隔离级别是“读提交”,则 V1 是 1,V2 的值是 2。事务 B 的更新在提交后才能被 A 看到。所以, V3 的值也是 2。
- 若隔离级别是“可重复读”,则 V1、V2 是 1,V3 是 2。之所以 V2 还是 1,遵循的就是这个要求:事务在执行期间看到的数据前后必须是一致的。
- 若隔离级别是“串行化”,则在事务 B 执行“将 1 改成 2”的时候,会被锁住。直到事务 A 提交后,事务 B 才可以继续执行。所以从 A 的角度看, V1、V2 值是 1,V3 的值是 2。
在实际实现上,数据库会创建一个视图,访问得到的就是视图的逻辑结果。在“可重复读”这个隔离级别下,视图是在事务启动时创建的,整个事务存在期间都是用这个视图;在“读提交”,视图是在每个SQL语句开始执行之后创建的;在“读未提交”这个隔离级别下,没有视图的概念,直接返回记录的最新值;在“串行化”隔离级别下,则是直接使用加锁的方式来避免并行访问
事务隔离的实现
在 MySQL 中,实际上每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作。记录上的最新值,通过回滚操作,都可以得到前一个状态的值。假设一个值从 1 被按顺序改成了 2、3、4,在回滚日志里面就会有类似下面的记录。
当前值为4,但是不同时刻启动的事务会有不同的read-view。在视图 A、B、C 里面,这一个记录的值分别是 1、2、4,同一条记录在系统中可以存在多个版本,就是数据库的多版本并发控制(MVCC)。即使现在有另外一个事务正在将 4 改成 5,这个事务跟 read-view A、B、C 对应的事务是不会冲突的。
但是回滚日志不可能一直保留,系统会进行判断,在不需要的时候将回滚日志删除,当系统中没有比这个回滚日志更早的read view时,意味着这个回滚日志可以被删除了。(也就是没有事务使用比当前回滚日志更早的回滚日志了)
因此,就衍生出一个问题,尽量不要使用长事务。 长事务意味着系统里会存在很多老的事务视图,由于这些事务随时可能访问数据库里面的任何数据,所以这个事务提交之前,数据库里面它可能用到的回滚记录都必须保留,这就会导致大量占用存储空间。
事务的启动方式
MySQL的事务启动方式有如下几种:
- 显式启动事务语句, begin 或 start transaction。配套的提交语句是 commit,回滚语句是 rollback。
- set autocommit=0,这个命令会将这个线程的自动提交关掉。意味着如果你只执行一个 select 语句,这个事务就启动了,而且并不会自动提交。这个事务持续存在直到你主动执行 commit 或 rollback 语句,或者断开连接。
有些客户端连接框架会默认连接成功后先执行一个 set autocommit=0 的命令。这就导致接下来的查询都在事务中,如果是长连接,就导致了意外的长事务。所以建议使用set autocommit=1,并用显式语句来启动事务。
也可以使用commit work and chain的语法,在 autocommit 为 1 的情况下,用 begin 显式启动的事务,如果执行 commit 则提交事务。如果执行 commit work and chain,则是提交事务并自动启动下一个事务。