【mysql】-【事务】

编程语言 2023-09-20 18:14:38 阅读次数: 0

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数据库事务概述

事务时数据库区别于文件系统的重要特性之一，当我们有了事务就会让数据库始终保持一执行，同时我们还能通过事务的机制恢复到某个时间点，这样可以保证已提交到数据库的修改不会因为系统崩溃而丢失

存储引擎支持情况

SHOW ENGINES命令来查看当前 MySQL 支持的存储引擎都有哪些，以及这些存储引擎是否支持事务。
在这里插入图片描述
能看出在 MySQL 中，只有InnoDB 是支持事务的。

基本概念

事务：一组逻辑操作单元，使数据从一种状态变换到另一种状态。
事务处理的原则：保证所有事务都作为 一个工作单元来执行，即使出现了故障，都不能改变这种执行方式。当在一个事务中执行多个操作时，要么所有的事务都被提交（commit），那么这些修改就永久地保存下来；要么数据库管理系统将放弃所作的所有 修改 ，整个事务回滚（rollback）到最初状态。

事务的ACID特性

一、原子性（atomicity）：原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，要么全部提交，要么全部失败回滚。
二、一致性（consistency）：一致性是指事务执行前后，数据从一个合法性状态变换到另外一个合法性状态。这种状态是语义上的而不是语法上的，跟具体的业务有关。

那什么是合法的数据状态呢？满足预定的约束的状态就叫做合法的状态。通俗一点，这状态是由你自己来定义的（比如满足现实世界中的约束）。满足这个状态，数据就是一致的，不满足这个状态，数据就是不一致的！如果事务中的某个操作失败了，系统就会自动撤销当前正在执行的事务，返回到事务操作之前的状态。

三、隔离型（isolation）：事务的隔离性是指一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。

如果无法保证隔离性会怎么样？假设A账户有200元，B账户0元。A账户往B账户转账两次，每次金额为50元，分别在两个事务中执行。如果无法保证隔离性，会出现下面的情形：

# 案例：转账
UPDATE ACCOUNT SET balance = balance - 10 WHERE id = 1; #此时这条DML操作是一个独立的事务
# 服务器宕机
UPDATE ACCOUNT SET balance = balance + 10 WHERE id = 2; #此时这条DML操作是一个独立的事务

这两条SQL是独立的事务，假如执行完第一条后服务器宕机了，那么转出账户钱少了，转入账户的钱没变
在这里插入图片描述
四、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，接下来的其他操作和数据库故障不应该对其有任何影响。

持久性是通过事务日志来保证的。日志包括了重做日志和回滚日志。当我们通过事务对数据进行修改的时候，首先会将数据库的变化信息记录到重做日志中，然后再对数据库中对应的行进行修改。这样做的好处是，即使数据库系统崩溃，数据库重启后也能找到没有更新到数据库系统中的重做日志，重新执行，从而使事务具有持久性。

五、总结：ACID是事务的四大特性，在这四个特性中，原子性是基础，隔离性是手段，一致性是约束条件，而持久性是我们的目的。

数据库事务其实就是数据库设计者为了方便起见，把需要保证原子性、隔离性、一执行、持久性的一个或多个数据库操作称为一个事务

事务的状态

我们现在知道事务是一个抽象的概念，它其实对应着一个或多个数据库操作，MySQL根据这些操作所执行的不同阶段把事务大致划分成几个状态：

  1. 活动的（active）：事务对应的数据库操作正在执行过程中时，我们就说该事务处在活动的状态。
  2. 部分提交的（partially committed）：当事务中的最后一个操作执行完成，但由于操作都在内存中执行，所造成的影响并没有刷新到磁盘时，我们就说该事务处在部分提交的状态。
  3. 失败的（failed）：当事务处在活动的或者部分提交的状态时，可能遇到了某些错误（数据库自身的错误、操作系统错误或者直接断电等）而无法继续执行，或者人为的停止当前事务的执行，我们就说该事务处在失败的状态。
  4. 中止的（aborted）：如果事务执行了一部分而变为失败的状态，那么就需要把已经修改的事务中的操作还原到事务执行前的状态。换句话说，就是要撤销失败事务对当前数据库造成的影响。我们把这个撤销的过程称之为回滚。当回滚操作执行完毕时，也就是数据库恢复到了执行事务之前的状态，我们就说该事务处在了中止的状态。
    在这里插入图片描述

如何使用事务

使用事务有两种方式：显式事务、隐式事务

显式事务

步骤1：START TRANSACTION或者BEGIN，作用是显式开启一个事务。

mysql> BEGIN;
#或者
mysql> START TRANSACTION;

START TRANSACTION语句相较于BEGIN特别之处在于，后边能跟随几个修饰符：

  1. READ ONLY：标识当前事务是一个只读事务，也就是属于该事务的数据库操作只能读取数据，而不能修改数据。

只读事务中，只是不允许修改那些其他事务也能访问到的表中的数据，对于临时表来说（我们使用create tmeporary table创建的表），由于他们只能在当前会话中可见，所以只读事务其实也是可以对临时表进行增删改查

  1. READ WRITE：标识当前事务是一个读写事务，也就是属于该事务的数据库操作既可以读取数据，也可以修改数据。
  2. WITH CONSISTENT SNAPSHOT：启动一致性读。
# 开启一个只读事务
start transaction read only

#开启只读事务和一致性读
start transaction read only， WITH CONSISTENT SNAPSHOT

注意：

  1. READ ONLY和READ WRITE是用来设置所谓的事务访问模式的，就是以只读还是读写的方式来访问数据库中的数据，一个事务的访问模式不能同时设置为只读的也设置为读写的，所以不能同时把READ ONLY和READ WRITE放在start transaction后面
  2. 如果我们不显式指定事务的访问模式，那么该事务的访问模式就是读写模式

步骤2：一系列事务中的操作（主要是DML，不含DDL）
步骤3：提交事务 或 中止事务（即回滚事务）

# 提交事务。当提交事务后，对数据库的修改是永久性的。
mysql> COMMIT;

# 回滚事务。即撤销正在进行的所有没有提交的修改
mysql> ROLLBACK;

# 将事务回滚到某个保存点。
mysql> ROLLBACK TO [SAVEPOINT]

其实关于SAVEPOINT相关操作有：

# 在事务中创建保存点，方便后续针对保存点进行回滚。一个事务中可以存在多个保存点
SAVEPOINT 保存点名称

# 删除某个保存点
release savepoint 保存点名称

在一个事务中可能有很多操作，如果你最后一步写错了，回滚会回滚到事务执行之前，如果你想回滚到事务中某个位置，可以使用savepoint

隐式事务

MySQL中有一个系统变量autocommit：

mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'autocommit';#默认是ON

在这里插入图片描述
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UPDATE ACCOUNT SET balance = balance - 10 WHERE id = 1; #此时这条DML操作是一个独立的事务

UPDATE ACCOUNT SET balance = balance + 10 WHERE id = 2; #此时这条DML操作是一个独立的事务，也就是说，执行完这一行代码，会默认有个commit提交

当然，如果我们想关闭这种自动提交的功能，可以使用下边两种方法之一：

  1. 显式的使用START TRANSACTION或者BEGIN语句开启一个事务。这样在本次事务提交或者回滚前会暂时关闭掉自动提交的功能。
#方式1：我们在autocommit为true的情况下，使用start transaction 或begin开启事务，那么DML操作就不会自动提交数据
START TRANSACTION;
UPDATE ACCOUNT SET balance = balance - 10 WHERE id = 1;
UPDATE ACCOUNT SET balance = balance + 10 WHERE id = 2; 
COMMIT; #或rollback;
  1. 把系统变量autocommit的值设置为OFF，就像这样：
SET autocommit = OFF;# 针对于DML操作是有效的，对DDL操作是无效的。
#或
SET autocommit = 0;

# 设置完成后，执行以下三行代码就是提交一个事务
UPDATE ACCOUNT SET balance = balance - 10 WHERE id = 1;
UPDATE ACCOUNT SET balance = balance + 10 WHERE id = 2; 
COMMIT; #或rollback;

关闭自动提交的功能，我们写入的多条语句就属于同一个事务了，直到我们显式的写出commit语句来把这个事务提交掉，或者显式的写出rollback语句来把这个事务回滚掉

Oracle默认不自动提交，需要手写commit命令，而MySQL默认自动提交

隐式提交数据的情况

不受autocommit关键字控制的情况
在这里插入图片描述
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事务的使用举例

案例一

SET autocommit = TRUE; #开启自动提交，默认就已经开启了自动提交，但是我们前面的操作可能把他关了，所以这里再打开一下
#举例1： commit 和 rollback
USE atguigudb2;
#情况1：
CREATE TABLE user3(NAME VARCHAR(15) PRIMARY KEY);

SELECT * FROM user3;

BEGIN;# 当autocommit = TRUE时，使用BEGIN开启事务
INSERT INTO user3 VALUES('张三'); #此时不会自动提交数据
COMMIT;# 提交事务（回滚到这里）

BEGIN; #开启一个新的事务
INSERT INTO user3 VALUES('李四'); #此时不会自动提交数据
INSERT INTO user3 VALUES('李四'); #受主键的影响，不能添加成功
ROLLBACK;# 回滚到最近一个commit那里，此时数据库只有“张三”一条数据

SELECT * FROM user3;

案例二

#情况2：
TRUNCATE TABLE user3;  # 清空数据
#DDL操作会自动提交数据，不受autocommit变量的影响。
SELECT * FROM user3;

BEGIN;
INSERT INTO user3 VALUES('张三'); #此时不会自动提交数据
COMMIT;

INSERT INTO user3 VALUES('李四');# 默认情况下(即autocommit为true)，DML操作也会自动提交数据。（回滚到这里）
INSERT INTO user3 VALUES('李四'); #事务的失败的状态，受主键的影响，不能添加成功

ROLLBACK;# 回滚到上一个commit，事务失败的状态由此变为中止的状态。此时数据库有“张三”、“李四”两条数据

SELECT * FROM user3;

案例三

TRUNCATE TABLE user3;

SELECT * FROM user3;

SELECT @@completion_type;# 查询结果：NO_CHAIN，没有链式行为

SET @@completion_type = 1;# 开启链式行为

BEGIN;
INSERT INTO user3 VALUES('张三'); 
COMMIT;

SELECT * FROM user3;# 此时数据库只有“张三”一条数据

INSERT INTO user3 VALUES('李四');
INSERT INTO user3 VALUES('李四'); #受主键的影响，不能添加成功

ROLLBACK;

SELECT * FROM user3;# 此时数据库只有“张三”一条数据

在这里插入图片描述

案例四：体会INNODB 和 MyISAM

CREATE TABLE test1(i INT) ENGINE = INNODB;

CREATE TABLE test2(i INT) ENGINE = MYISAM;

#针对于innodb表
BEGIN# 开启一个事务
INSERT INTO test1 VALUES (1);# 插入一条数据
ROLLBACK;# 回滚

SELECT * FROM test1;# 数据库没有数据


#针对于myisam表:不支持事务
BEGIN# 开启一个事务
INSERT INTO test2 VALUES (1);# 插入一条数据
ROLLBACK;# 回滚

SELECT * FROM test2;# 数据还在，所以myisam不支持事务

案例五：体会savepoint

CREATE TABLE user3(NAME VARCHAR(15),balance DECIMAL(10,2));

BEGIN
INSERT INTO user3(NAME,balance) VALUES('张三',1000);
COMMIT;

SELECT * FROM user3;


BEGIN;
UPDATE user3 SET balance = balance - 100 WHERE NAME = '张三';

UPDATE user3 SET balance = balance - 100 WHERE NAME = '张三';

SAVEPOINT s1;#设置保存点

UPDATE user3 SET balance = balance + 1 WHERE NAME = '张三';

ROLLBACK TO s1; #回滚到保存点


SELECT * FROM user3;

ROLLBACK; #回滚操作

SELECT * FROM user3;

回滚到保存点不是事务的中止状态，假如一个事务中有5个操作，执行完前两个操作，确定没问题了，我设置一个savepoint，如果后面的操作出错了，我就可以回滚到这个savepoint，确保我前两个操作还是正确执行了的，但是回滚到保存点不是事务的中止状态，你回滚到savepoint后，要么rollback到这个事务没执行之前，要么继续写代码，执行操作，执行完剩下三个操作，确认无误后commit

事务的常见分类

从事务理论的角度来看，可以把事务分为以下几种类型：

  1. 扁平事务（Flat Transactions）：我们平常用到的begin开始，commit提交，rollback回滚
  2. 带有保存点的扁平事务（Flat Transactions with Savepoints）：使用savepoint的扁平事务
  3. 链事务（Chained Transactions）：一个事务由多个子事务链式组成
  4. 嵌套事务（Nested Transactions）：一个事务嵌套多个子事务
  5. 分布式事务（Distributed Transactions）
    在这里插入图片描述
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事务隔离级别

MySQL是一个客户端/服务器架构的软件，对于同一个服务器来说，可以有若干个客户端与之连接，每个客户端与服务器连接上之后，就可以称为一个会话（ Session ）。每个客户端都可以在自己的会话中向服务器发出请求语句，一个请求语句可能是某个事务的一部分，也就是对于服务器来说可能同时处理多个事务。事务有隔离性的特性，理论上在某个事务对某个数据进行访问时，其他事务应该进行排队 ，当该事务提交之后，其他事务才可以继续访问这个数据。但是这样对性能影响太大，我们既想保持事务的隔离性，又想让服务器在处理访问同一数据的多个事务时性能尽量高些，那就看二者如何权衡取舍了。

数据准备

一、创建表

CREATE TABLE student (
studentno INT,
name VARCHAR(20),
class varchar(20),
PRIMARY KEY (studentno)
) Engine=InnoDB CHARSET=utf8;

二、插入一条数据

INSERT INTO student VALUES(1, '小谷', '1班');

数据并发问题

针对事务的隔离性和并发性，我们怎么做取舍呢？先看一下访问相同数据的事务在不保证串行执行（也就是不保证执行完一个再执行另一个）的情况下可能会出现哪些问题

脏写（ Dirty Write ）

对于两个事务Session A、Session B，如果事务Session A修改了 另一个未提交事务Session B修改过的数据，那就意味着发生了脏写
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脏读（ Dirty Read ）

对于两个事务Session A、Session B，Session A读取了已经被Session B更新但还没有被提交的字段。之后若Session B回滚，Session A读取 的内容就是临时且无效的。
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Session A和Session B各开启了一个事务，Session B中的事务先将studentno列为1的记录的name列更新为’张三’，然后Session A中的事务再去查询这条studentno为1的记录，如果读到列name的值为’张三’，而Session B中的事务稍后进行了回滚，那么Session A中的事务相当于读到了一个不存在的数据，这种现象就称之为脏读 。

不可重复读（ Non-Repeatable Read ）

对于两个事务Session A、Session B，Session A读取 了一个字段，然后Session B更新 了该字段。 之后Session A再次读取同一个字段，值就不同了。那就意味着发生了不可重复读。
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我们在Session B中提交了几个隐式事务（注意是隐式事务，意味着语句结束事务就提交了），这些事务都修改了studentno列为1的记录的列name的值，每次事务提交之后，如果Session A中的事务都可以查看到最新的值，这种现象也被称之为不可重复读。

幻读（ Phantom ）

对于两个事务Session A、Session B, Session A从一个表中读取 了一个字段，然后Session B在该表中插入了一些新的行。 之后，如果 Session A 再次读取同一个表，就会多出几行。那就意味着发生了幻读。
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Session A中的事务先根据条件studentno > 0这个条件查询表student，得到了name列值为’张三’的记录；之后Session B中提交了一个隐式事务，该事务向表student中插入了一条新记录；之后Session A中的事务再根据相同的条件studentno > 0查询表student，得到的结果集中包含Session B中的事务新插入的那条记录，这种现象也被称之为幻读。我们把新插入的那些记录称之为幻影记录。
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SQL中的四种隔离级别

上面介绍了几种并发事务执行过程中可能遇到的一些问题，这些问题有轻重缓急之分，我们给这些问题按照严重性来排一下序：脏写>脏读>不可重复读>幻读。我们愿意舍弃一部分隔离性来换取一部分性能在这里就体现在：设立一些隔离级别，隔离级别越低，并发问题发生的就越多。 SQL标准中设立了4个隔离级别 ：

  1. READ UNCOMMITTED：读未提交，在该隔离级别，所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。不能避免脏读、不可重复读、幻读。（一般不用）
  2. READ COMMITTED：读已提交，它满足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所做的改变。这是大多数数据库系统的默认隔离级别（如Oracle，但不是MySQL默认的）。可以避免脏读，但不可重复读、幻读问题仍然存在。
  3. REPEATABLE READ：可重复读，事务A在读到一条数据之后，此时事务B对该数据进行了修改并提交，那么事务A再读该数据，读到的还是原来的内容。可以避免脏读、不可重复读，但幻读问题仍然存在。这是MySQL的默认隔离级别。（MySQL默认）
  4. SERIALIZABLE：可串行化，确保事务可以从一个表中读取相同的行。在这个事务持续期间，禁止其他事务对该表执行插入、更新和删除操作。所有的并发问题都可以避免，但性能十分低下。能避免脏读、不可重复读和幻读。（Oracle支持）

SQL标准 中规定，针对不同的隔离级别，并发事务可以发生不同严重程度的问题，具体情况如下：
在这里插入图片描述
脏写怎么没涉及到？因为脏写这个问题太严重了，不论是哪种隔离级别，都不允许脏写的情况发生。
不同的隔离级别有不同的现象，并有不同的锁和并发机制，隔离级别越高，数据库的并发性能就越差，4种事务隔离级别与并发性能的关系如下：
在这里插入图片描述

MySQL支持的四种隔离级别

在这里插入图片描述
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如何设置事务的隔离级别

一、通过下面的语句修改事务的隔离级别：

SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION ISOLATION LEVEL 隔离级别;
#其中，隔离级别格式：
> READ UNCOMMITTED
> READ COMMITTED
> REPEATABLE READ
> SERIALIZABLE

# 或者：
SET [GLOBAL|SESSION] TRANSACTION_ISOLATION = '隔离级别'
#其中，隔离级别格式：
> READ-UNCOMMITTED
> READ-COMMITTED
> REPEATABLE-READ
> SERIALIZABLE

二、关于设置时使用GLOBAL或SESSION的影响：

  1. 使用 GLOBAL 关键字（在全局范围影响）：
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
#或
SET GLOBAL TRANSACTION_ISOLATION = 'SERIALIZABLE';

则：当前已经存在的会话无效；只对执行完该语句之后产生的会话起作用

  1. 使用SESSION关键字（在会话范围影响）：
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
#或
SET SESSION TRANSACTION_ISOLATION = 'SERIALIZABLE';

则：对当前会话的所有后续的事务有效；如果在事务之间执行，则对后续的事务有效；该语句可以在已经开启的事务中间执行，但不会影响当前正在执行的事务

数据库规定了多种事务隔离级别，不同隔离级别对应不同的干扰程度，隔离级别越高，数据一致性就越好，但并发性越弱。

不同隔离级别举例

read-uncommitted读未提交

案例一

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设置两个事务的隔离级别为未提交读:
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然后事务一开启一个事务，在该事务里他更新的数据，但是没有提交
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事务二却能把这条数据查出来
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然后事务一回滚了
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然而事务二刚查出来的数据是脏数据

案例二

张三像个李四转账100元，事务一开启了事务并执行了这一操作，但是他没有提交：
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然后事务二查询发现张三给李四已经转了100块了，但是李四不想要这100，于是他给张三转回去（转回去需要执行两条sql，一条自己-100，另一条张三+100，此处先执行的自己-100），执行最后一条update语句之后就卡在了这里，这是因为此时事务一没有提交事务，还占用着，数据库上了锁，所以事务二的这个update在这里等待着
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然后事务一中，张三不想给李四转账了，事务一回滚了
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事务一回滚之后，事务二等待的那条update语句（李四给张三转账100元那条）随后也执行了，执行完了之后，事务二继续执行张三+100的sql并commit请添加图片描述
最后数据库中张三账户有200，李四账户-100，是不合理的

read-committed读已提交

复原数据（清空表再添加数据），然后将事务级别设置为read-committed：
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事务二中也需要将事务级别设置为read-committed：
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然后事务一开启事务并操作数据（让张三的账户减少50块），不提交也不回滚
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然后事务二开启事务并查看数据，没变，这样就相当于避免了脏读
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接着事务一commit了
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然后事务二在原来的事务中继续查询，数据是最新的，改变后的数据
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事务二开启了一个事务查看数据，另一个事务改了数据，事务二查出来的是最新的数据，这就是不可重复读。然后事务二commit了查看数据的事务
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repeatable-read可重复读

在上面的基础上我们继续演示可重复读，将两个事务的事务级别均设置为可重复读请添加图片描述
然后事务一开启一个事务，让张三的账户减了10
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事务二开启一个事务并执行查询，张三的账户没变，还是50
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然后事务一提交了事务请添加图片描述
事务二在原来的事务中查询，张三的账户没变，还是50
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然后事务二提交了事务，再进行查询，数据变成了最新的数据
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可重复读：事务一开启了一个事务操作数据，事务二开启了一个事务查询数据，不管事务一如何更改数据，不管事务一是否commit，事务二中同一个事务查出来的数据永远是一样的

幻读

事务二中开启一个事务，查询id=3的数据个数，未查询到
请添加图片描述
事务一开启一个事务，往里面插入id=3的数据并提交
请添加图片描述
然后事务二在原本的事务中查询id=3的数据，依旧查不出来，然后事务二插入了id=3的数据，报错了
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这就是幻读。
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最后事务二回滚了请添加图片描述
使用序列化的隔离级别可以解决幻读问题：事务二开启事务并执行查询id=3的数据后，这条数据就被加锁了，之后事务一进行插入id=3的数据时会卡住，等事务二commit之后才会继续执行事务一的操作（如果事务一执行的不是插入id=3的数据是会顺利执行的）

事务的常见分类

从事务理论的角度来看，可以把事务分为以下几种类型:

  1. 扁平事务(Flat Transactions)
  2. 带有保存点的扁平事务(Flat Transactions with Savepoints) 链事务(Chained Transactions)
  3. 嵌套事务(Nested Transactions)
  4. 分布式事务(Distributed Transactions)

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转载自blog.csdn.net/CaraYQ/article/details/129351650
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