MySQL探秘之旅:绕不开的数据库事务

数据库 MySQL
不论是日常编程,还是在面试当中,数据库事务都是绕不开的一个话题,所以有必要深入掌握,特别是它的隔离级别,也是经常被经常问起的问题。​

怎么强调数据库事务的重要性都不为过,如果你还不知道、还没有使用过事务,那么你可能连初级程序员都算不上。

一、什么是数据库事务

数据库事务是用户定义的一个数据库操作序列,这些操作要么全做要么全不做,是一个不可分割的工作单位。

事务具有四个特性:原子性(Atomicity),一致性(Consistency),隔离性(Isolation)和持久性(Durability),简称ACID特性。

我们以经典的转账例子来分别说明这几个特性的详细含义:A、B账户的余额都是一万元,然后A账户向B账户转账1000元,这实际上包括了两步操作,先是A账户减去1000元,变成了9000元,而B账户加上1000元,变成了11000元。

1. 原子性:事务中包含的操作要么全都做,要么全都不做。比如上面的转账例子,要么A账户减少1000元且B账户增加了1000元,要么两个账户的余额都没有改变。

2. 一致性:事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变成另外一个一致性状态。在转账前,A、B账户的余额是一万元,合计是两万元,转账后两者的账户合计也必须是两万元,如果转账所涉及的两步操作有一步失败,比如A账户减去1000元没有成功,但B账户却加上了1000元,那么事务结束后,两者的余额合计就变成了两万一千元,这时数据库就处于不一致的状态了。

3. 隔离性:多个事务可以并发执行,但事务之间不能相互干扰,以确保一个事务的操作不会影响到另外一个事务。

4. 持久性:指事务一旦提交,它对数据库中数据的影响是永久性的,接下来的其他操作或者故障不应该对执行结果有任何影响。

二、MySQL中的事务

在MySQL的架构体系中,最下面一层是存储引擎层,它负责数据的存储和提取,通过命令show engines可以查看当前服务器支持的存储引擎:

由上图可以看出,只有InnoDB存储引擎才支持事务,而它也是MySQL 5.7默认的选项,其它存储引擎都不支持事务。NDB Cluster也支持事务,它是基于内存的存储引擎,需要另行安装,本文暂不讨论。

MySQL默认采用自动提交(AUTOCOMMIT)模式,即使没有手动开启事务(START TRANSACTION),MySQL也会默认将当前的每个SQL语句当成一个事务进行提交,可通过以下语句查询当前连接的自动提交模式:

SHOW VARIABLES LIKE 'AUTOCOMMIT';

从以上语句的执行结果可以看到,这个参数默认是ON,也就是开启了自动提交模式:

图片图片

如果需要关闭自动提交模式,则把它设置为零即可,1或者ON表示启用,0或者OFF表示关闭:

SET AUTOCOMMIT=0;

自动模式关闭以后,就需要手动开启并提交或者回滚事务。

三、MySQL事务控制语句

BEGIN或START TRANSACTION:开启一个新事务

COMMIT:提交当前事务,让SQL语句对数据库的修改成为永久性的

ROLLBACK:回滚当前事务,撤销对数据库的修改

SAVEPOINT identifier:保存点,可以使用它回滚部分指定事务,从而可以更精细的控制事务,identifier为保存点的名称

ROLLBACK TO SAVEPOINT:事务回滚到指定的保存点

RELEASE SAVEPOINT:删除事务的保存点

SET TRANSACTION:用于指定事务的特性,比如隔离级别、访问模式(读写/只读)等。

我们用一个简单的例子来演示一下部分控制语句的用法,特别是关于保存点的用法,相对来讲,它可能有点陌生。我们创建一个非常简单的表,并且往里面插入几行数据:

CREATE TABLE `t_employee` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
INSERT INTO `t_employee` (`name`) VALUES ('Tom');
INSERT INTO `t_employee` (`name`) VALUES ('John');
INSERT INTO `t_employee` (`name`) VALUES ('Hans');
# 开启一个事务
START TRANSACTION;
# 更新id为1的name字段
UPDATE t_employee SET name='full stack' WHERE id = 1;
# 确认更新成功
SELECT * FROM t_employee WHERE id = 1;
# 设置一个保存点,名称为s1
SAVEPOINT s1;
# 再次更新id为1的name字段
UPDATE t_employee SET name='full stack new' WHERE id = 1;
SELECT * FROM t_employee WHERE id = 1;
# 回滚事务到保存点s1
ROLLBACK TO s1;
# 会发现最后一次更新没有成功,因为它被回滚了
SELECT * FROM t_employee WHERE id = 1

如果执行上面的SQL有错误,请按照提示删除多余的换行符。

四、事务隔离级别

上面我们提到过,事务有四大特性,其中一个是隔离性,在并发执行事务的情况,可能会存在事务之间相互干扰的情况,这时候就需要指定合适的隔离级别,来保证程序运行的正确性。事务隔离级别是指多个事务同时操作数据库时,事务之间相互隔离的程度,SQL 92规范有四种隔离级别,MySQL InnoDB存储引擎也支持这四种级别,它们分别是:读未提交,读已提交,可重复读,串行化。

图片图片

下面我们用实例演示这四种隔离级别,首先创建一个表并接入记录:

CREATE TABLE `checking` (
  `customer_id` int(11) NOT NULL,
  `customer_name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `balance` decimal(16,4) DEFAULT NULL,
  `create_date` datetime DEFAULT NULL,
  `update_date` timestamp NULL DEFAULT NULL ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`customer_id`),
  KEY `idx_customer_id` (`customer_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
-- ----------------------------
-- Records of checking
-- ----------------------------
INSERT INTO `checking` VALUES ('1002', 'Jane', '500.0000', '2024-11-01 09:57:08', '2024-11-08 16:34:09');
INSERT INTO `checking` VALUES ('1003', 'Tom', '300.0000', '2024-11-01 09:57:08', '2024-11-08 16:34:09');
INSERT INTO `checking` VALUES ('1004', 'John', '600.0000', '2024-11-01 09:57:08', '2024-11-08 16:34:09');

1.读未提交

Step1:事务A

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  • 设置当前session的事务隔离级别为读未提交
  • 开始事务
  • 查询客户1002的余额为500

Step2:事务B

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  • 设置当前session的事务隔离级别为读未提交
  • 开始事务
  • 更新客户1002的余额为800
  • 事务还没有提交

Step3:事务A

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  • 再次查询客户1002的余额为,值800
  • 尽管事务B还没有提交
  • 如果事务B回滚了,那么事务A查询到的信息就脏数据

2.读已提交

Step1:事务A

图片图片

  • 设置当前session的事务隔离级别为读已提交
  • 开始事务
  • 查询客户1002的余额为500

Step2:事务B

图片图片

  • 设置当前session的事务隔离级别为读已提交
  • 开始事务
  • 更新客户1002的余额为800
  • 事务还没有提交

Step3:事务A

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  • 再次查询客户1002的余额,值仍然为500
  • 事务B还没有提交,所以解决了脏读的问题

Step4:事务B

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  • 提交事务
  • 确认余额为800

Step5:事务A

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  • 再次查询客户1002的余额,值变成了800
  • 事务A并还没有提交,但这次读到的数据不一样了,产生不可重复读的问题

3.可重复读

Step1:事务A

图片图片

  • 设置当前session的事务隔离级别为可重复读
  • 开始事务
  • 查询表中的所有记录,一共三条

Step2:事务B

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  • 设置当前session的事务隔离级别为可重复读
  • 开始事务
  • 向表中插入一条记录,customer_id=1100

Step3:事务A

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  • 不管事务B有没有提交,都查不到事务B插入的数据
  • 避免了不可重复读的问题,通过MVCC机制实现

Step4:事务A

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  • 把customer_id为1100的余额更新为460
  • 再次查询,发现表中有了四条记录,产生了幻读
  • 可以通过加锁读取最新的数据

4.串行化

Step1:事务A

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  • 设置当前session的事务隔离级别为串行化
  •  开始事务
  • 查询表中的所有记录,一共三条

Step2:事务B

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  • 设置当前session的事务隔离级别为串行化
  • 开始事务
  • 向表中插入一条新的记录
  • 最后提示超时的错误
  • 串行化会强制把事务按照串行的方式执行,效率很低

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四、小结

以上就是关于MySQL数据库事务的内容,从事务的含义和特性开始讲解,接下来是MySQL对于事务的控制语句,最后再详细说明数据库的隔离级别,并用实例演示它的含义。

不论是日常编程,还是在面试当中,数据库事务都是绕不开的一个话题,所以有必要深入掌握,特别是它的隔离级别,也是经常被经常问起的问题。

责任编辑:武晓燕 来源: 互联网全栈架构
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