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    PHP面試指南2020-MySQL事務-詳解

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    什么是事務

    事務是邏輯上的一組操作,要么都執行,要么都不執行。

    事務最經典也經常被拿出來說例子就是轉賬了。假如小明要給小紅轉賬1000元,這個轉賬會涉及到兩個關鍵操作就是:將小明的余額減少1000元,將小紅的余額增加1000元。萬一在這兩個操作之間突然出現錯誤比如銀行系統崩潰,導致小明余額減少而小紅的余額沒有增加,這樣就不對了。事務就是保證這兩個關鍵操作要么都成功,要么都要失敗。

    事務的特性(ACID)

    1. 原子性: 事務是最小的執行單位,不允許分割。事務的原子性確保動作要么全部完成,要么完全不起作用;

    2. 一致性: 執行事務前后,數據保持一致,例如轉賬業務中,無論事務是否成功,轉賬者和收款人的總額應該是不變的;

    3. 隔離性: 并發訪問數據庫時,一個用戶的事務不被其他事務所干擾,各并發事務之間數據庫是獨立的;

    4. 持久性: 一個事務被提交之后。它對數據庫中數據的改變是持久的,即使數據庫發生故障也不應該對其有任何影響。

    并發事務帶來的問題

    在典型的應用程序中,多個事務并發運行,經常會操作相同的數據來完成各自的任務(多個用戶對統一數據進行操作)。并發雖然是必須的,但可能會導致以下的問題。

    • 臟讀(Dirty read): 當一個事務正在訪問數據并且對數據進行了修改,而這種修改還沒有提交到數據庫中,這時另外一個事務也訪問了這個數據,然后使用了這個數據。因為這個數據是還沒有提交的數據,那么另外一個事務讀到的這個數據是“臟數據”,依據“臟數據”所做的操作可能是不正確的。

    • 丟失修改(Lost to modify): 指在一個事務讀取一個數據時,另外一個事務也訪問了該數據,那么在第一個事務中修改了這個數據后,第二個事務也修改了這個數據。這樣第一個事務內的修改結果就被丟失,因此稱為丟失修改。 例如:事務1讀取某表中的數據A=20,事務2也讀取A=20,事務1修改A=A-1,事務2也修改A=A-1,最終結果A=19,事務1的修改被丟失。

    • 不可重復讀(Unrepeatableread): 指在一個事務內多次讀同一數據。在這個事務還沒有結束時,另一個事務也訪問該數據。那么,在第一個事務中的兩次讀數據之間,由于第二個事務的修改導致第一個事務兩次讀取的數據可能不太一樣。這就發生了在一個事務內兩次讀到的數據是不一樣的情況,因此稱為不可重復讀。

    • 幻讀(Phantom read): 幻讀與不可重復讀類似。它發生在一個事務(T1)讀取了幾行數據,接著另一個并發事務(T2)插入了一些數據時。在隨后的查詢中,第一個事務(T1)就會發現多了一些原本不存在的記錄,就好像發生了幻覺一樣,所以稱為幻讀。

    不可重復度和幻讀區別:

    不可重復讀的重點是修改,幻讀的重點在于新增或者刪除。

    例1(同樣的條件, 你讀取過的數據, 再次讀取出來發現值不一樣了 ):事務1中的A先生讀取自己的工資為 1000的操作還沒完成,事務2中的B先生就修改了A的工資為2000,導 致A再讀自己的工資時工資變為 2000;這就是不可重復讀。

    例2(同樣的條件, 第1次和第2次讀出來的記錄數不一樣 ):假某工資單表中工資大于3000的有4人,事務1讀取了所有工資大于3000的人,共查到4條記錄,這時事務2 又插入了一條工資大于3000的記錄,事務1再次讀取時查到的記錄就變為了5條,這樣就導致了幻讀。

    事務隔離級別

    SQL 標準定義了四個隔離級別:

    • READ-UNCOMMITTED(讀取未提交): 最低的隔離級別,允許讀取尚未提交的數據變更,可能會導致臟讀、幻讀或不可重復讀。

    • READ-COMMITTED(讀取已提交): 允許讀取并發事務已經提交的數據,可以阻止臟讀,但是幻讀或不可重復讀仍有可能發生。

    • REPEATABLE-READ(可重復讀): 對同一字段的多次讀取結果都是一致的,除非數據是被本身事務自己所修改,可以阻止臟讀和不可重復讀,但幻讀仍有可能發生。

    • SERIALIZABLE(可串行化): 最高的隔離級別,完全服從ACID的隔離級別。所有的事務依次逐個執行,這樣事務之間就完全不可能產生干擾,也就是說,該級別可以防止臟讀、不可重復讀以及幻讀。


    隔離級別臟讀不可重復讀幻影讀
    READ-UNCOMMITTED
    READ-COMMITTED×
    REPEATABLE-READ××
    SERIALIZABLE×××

    MySQL InnoDB 存儲引擎的默認支持的隔離級別是 REPEATABLE-READ(可重讀)。我們可以通過SELECT @@tx_isolation;命令來查看,MySQL 8.0 該命令改為SELECT @@transaction_isolation;

    mysql> SELECT @@tx_isolation;+-----------------+| @@tx_isolation  |+-----------------+| REPEATABLE-READ |+-----------------+

    這里需要注意的是:與 SQL 標準不同的地方在于InnoDB 存儲引擎在 **REPEATABLE-READ(可重讀)事務隔離級別下使用的是Next-Key Lock 鎖算法,因此可以避免幻讀的產生,這與其他數據庫系統(如 SQL Server)是不同的。所以說InnoDB 存儲引擎的默認支持的隔離級別是 REPEATABLE-READ(可重讀) 已經可以完全保證事務的隔離性要求,即達到了 SQL標準的SERIALIZABLE(可串行化)**隔離級別。

    因為隔離級別越低,事務請求的鎖越少,所以大部分數據庫系統的隔離級別都是READ-COMMITTED(讀取提交內容):,但是你要知道的是InnoDB 存儲引擎默認使用 **REPEATABLE-READ(可重讀)**并不會有任何性能損失。

    InnoDB 存儲引擎在 分布式事務 的情況下一般會用到**SERIALIZABLE(可串行化)**隔離級別。

    一個事務對數據庫進行操作,這種操作的范圍是數據庫的全部行,然后第二個事務也在對這個數據庫操作,這種操作可以是插入一行記錄或刪除一行記錄,那么第一個是事務就會覺得自己出現了幻覺,怎么還有沒有處理的記錄呢? 或者 怎么多處理了一行記錄呢?

    幻讀和不可重復讀有些相似之處 ,但是不可重復讀的重點是修改,幻讀的重點在于新增或者刪除。

    間隙鎖的存在,也可以防止一些情況的幻讀。

    ACID特性的實現原理

    ACID特性的實現原理

    MVCC

    什么是MVCC

    MVCC是一種多版本并發控制機制。

    MVCC是為了解決什么問題

    • 大多數的MYSQL事務型存儲引擎,如,InnoDB,Falcon以及PBXT都不使用一種簡單的行鎖機制.事實上,他們都和MVCC–多版本并發控制來一起使用.

    • 大家都應該知道,鎖機制可以控制并發操作,但是其系統開銷較大,而MVCC可以在大多數情況下代替行級鎖,使用MVCC,能降低其系統開銷.

    MVCC實現

    MVCC是通過保存數據在某個時間點的快照來實現的. 不同存儲引擎的MVCC. 不同存儲引擎的MVCC實現是不同的,典型的有樂觀并發控制和悲觀并發控制.

    MVCC 具體實現分析

    下面,我們通過InnoDB的MVCC實現來分析MVCC使怎樣進行并發控制的. 
    InnoDB的MVCC,是通過在每行記錄后面保存兩個隱藏的列來實現的,這兩個列,分別保存了這個行的創建時間,一個保存的是行的刪除時間。這里存儲的并不是實際的時間值,而是系統版本號(可以理解為事務的ID),沒開始一個新的事務,系統版本號就會自動遞增,事務開始時刻的系統版本號會作為事務的ID.

    https://www.codercto.com/a/88775.html

    https://baijiahao.baidu.com/s?id=1629409989970483292&wfr=spider&for=pc

    https://www.cnblogs.com/liulvzhong/articles/9242299.html

    事務的使用建議

    控制事務大小,減少鎖定的資源量和鎖定時間長度。
    所有的數據檢索都通過索引來完成,從而避免因為無法通過索引加鎖而升級為表鎖。
    減少基于范圍的數據檢索過濾條件,避免因為間隙鎖帶來的負面影響而鎖定了不該鎖定的數據。
    在業務條件允許下,盡量使用較低隔離級別的事務隔離。減少隔離級別帶來的附加成本。
    合理使用索引,讓innodb在索引上面加鎖的時候更加準確。
    在應用中盡可能做到訪問的順序執行(串行)
    如果容易死鎖,就可以考慮使用表鎖來減少死鎖的概率

    學習

    https://www.cnblogs.com/takumicx/p/9998844.html

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