MySQL数据库事务处理

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事务处理用于有效记录某机构感兴趣的业务活动(称为事务)的数据处理(例如销售、供货的定购或货币传输)。通常,联机事务处理 (OLTP) 系统执行大量的相对较小的事务。——百度百科

事务处理是将多个操作或者命令一起执行,所有命令全部成功执行才意味着该事务的成功,任何一个命令失败都意味着该事务的失败。

以银行转账为例(100块都不给),
A要给B 转账100元,
A转账的指令已经成功发出,而B 由于未知的原因接收失败,
如果两个命令单独执行,那么A账户少了100块,但是B又没收到100块,显而易见是不合理的;
如果将A向B 转账100元当成一个事务处理,那么由于B 接收的失败,整个转账事务都将失败,A不会少100,B更不会增加100,这个时候“100块都不给”才是合理的情况。
事务处理

因此,事务处理是不是一荣俱荣,而是一毁全毁。

接下来介绍MySQL数据库中如何进行事务处理以及锁定。

0 数据库事务处理相关命令

进行的操作 命令
查看存储引擎 SHOW CREATE TABLE 表名;
更改引擎 ALTER TABLE 表名 ENGINE=新引擎名;
回滚 ROLLBACK;
声明事务开始 BEIGIN;
事务提交 COMMIT;
查询自动提交功能状态 SELECT @@AUTOCOMMIT;
设置自动提交功能 SET AUTOCOMMIT=0或1;
设置分离水平 SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL 分离水平;

1 存储引擎

MySQL数据库的存储引擎是可以选择改变和替换的(可替换存储引擎构架,Pluggable Storage Engine Architecture)。MySQL主要有8种存储引擎:

存储引擎 特征
MyISAM 高速引擎,不支持事务处理
InnoDB 支持行锁定以及事务处理,速度比MyISAM稍慢
ISAM MyISAM的前身
MERGE 将多个MyISAM类型的表作为一个表来处理的引擎
MEMORY,HEAP 只在内存上保存数据
Falcon 一种新的存储引擎,支持事务处理
ARCHIVE 将数据压缩后保存(只能支持INSERT/SELECT操作
CSV 以CSV形式保存数据(应用于跨平台数据交换)

MySQL的存储引擎种类和特征

(1)查看存储引擎 SHOW CREATE TABLE 表名;
查看某表使用的存储引擎,语法代码如下:

 `SHOW CREATE TABLE 表名;`

如,要查看表customer的存储引擎,可以输入代码:

 `SHOW CREATE TABLE customer;`

查看存储引擎
如图表所示ENGINE=后面显示的就是存储引擎。

(2)更改存储引擎ALTER TABLE 表名 ENGINE=新引擎名;

若要更改存储引擎,可以使用代码:

>ALTER TABLE 表名 ENGINE=新引擎名;

eg:将表customer的存储引擎修改为MyISAM,输入指令:

ALTER TABLE customer ENGINE=MyISAM;

更改存储引擎

2 事务处理

之前讲到,事务处理是一毁全毁,因此事务中任意一个任务或指令失败,整个事务都将失败。那是怎么实现的呢?方法是时间中多个任务全部成功,则任务成功结束,并且会进行提交(COMMIT),如果任何一件任务失败,则强制回滚(ROLLBACK)到初始状态。

事务处理涉及到三个最重要的命令:BEGIN,ROLLBACK,COMMIT,分别表示声明事务开始,回滚和确认提交。

(1)回滚演示(ROLLBACK)
首先将表格customer 的存储引擎设置为InnoDB,
确认表格数据;SELECT * FROM customer;
事务开始;BEGIN;
删除表格数据;DELETE FROM customer;
再次查看表格数据;SELECT * FROM customer;
回滚到初始状态;ROLLBACK;
再次查看表格数据;SELECT * FROM customer;

回滚
可以看到,当执行ROLLBACK;之后,删除的记录又恢复到了BEGIN之前的状态,如果将ROLLBACK 换成COMMIT,那么事务将会提交,删除的记录就不能恢复了。

(2)自动提交

当搜索引擎为MyISAM时,因为不支持事务处理,因此命令一旦执行,就一定会提交,这种默认的提交方式被称为自动提交

而当搜索引擎设置为InnoDB时,可以设置自动提交功能是否开启,当自动提交功能为ON时,命令执行就会提交(COMMIT),而自动提交设置为OFF 时,必须执行COMMIT才提交,可以使用ROLLBACK进行回滚。

查询当前自动提交功能状态:

>SELECT @@AUTOCOMMIT;

设置自动提交功能:

>SET AUTOCOMMIT=0或1;

如图,将自动提交设置为OFF,插入一条记录,然后使用回滚ROLLBACK,再次查看记录,会发现不见了。
自动提交

(3)部分回滚 SAVEPOINT

直接ROLLBACK会回滚到BEGIN开始之前的地方,而通过SAVEPOINT可以保存一个点,通过ROLLBACK TO SAVEPOINT就可以回滚到保存点了,也就实现了“想去哪就去了哪”。
部分回滚

部分回滚主要有两个步骤:
①保存点

>SAVEPOINT 保存点名;

②回滚到保存点

>ROLLBACK TO SAVEPOINT 保存点名;

eg:
mysql部分回滚

(4)不能事务处理的命令(直接提交)
大部分命令都可以通过事务处理(BEGIN -ROLLBACK- COMMIT)进行操作,但是:

  • DROP DATABASE;
  • DROP TABLE;
  • DROP;
  • ALTER TABLE

不能通过事务处理,会直接COMMIT;

3 锁定与事务处理

前面讲到的ROLLBACK 等操作指令都是基于一个用户进行的。但是事务类型往往不只一个用户,多个用户同时操作,如被人广泛诟病的“12306”火车票购票系统,全国各地的售票窗口以及互联网购票注册账户,成千上万的用户同时使用,因此事务处理必须能够处理多个用户同时操作的情况,这就需要锁定。

举个例子,如果某班火车只剩最后一张票,A和B 同时登陆网站购票,得到的反馈是还剩一张,于是A,B 都赶紧下单,处理这种冲突事件,就需要对该事务进行锁定(LOCK),接触锁定被称为解锁(Unlock)

锁定

3.1 锁定

(1)锁定的分类

锁定分为共享锁定(Shared Lock)和排他锁定(Exclusive Lock):

  • 共享锁定是将对象数据变为只读形式,不能进行更新,所以也成为读取锁定;
  • 排他锁定是当执行INSERT/UPDATE/DELETE的时候,其它事务不能读取该数据,因此也成为写入锁定。

(2)锁定的粒度

锁定对象的大小是锁定的粒度,有三种粒度:

  • 记录
  • 数据库

3.2 事务处理的分离水平

需要使用锁定来有效解决事务冲突的情况,但是锁定也会使性能下降(因为别人无法访问),因此频繁锁定不一定合理,数据库中,使用分离水平来表示事务处理之间的影响程度。

事务处理的分离水平对应的数据整合情况:

分离水平 非提交读取 不可重复读取 幻象读取
READ UNCOMMITED
READ COMMITED ×
REPEATABLE READ × ×
SERIALIZABLE × × ×

设置分离水平可以使用命令:

>SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL 分离水平;


为了模拟多个用户对数据库进行访问和操作,我们打开两个命令窗口接入MySQL。
(1)非提交读取

非提交读取指的是别的事务能够读取到还没有提交的更新数据,只发生在分离水平为READ UNCOMMITED的情况下。

因为对事务处理的读取没有任何限制,所以一般不推荐使用。

eg:
非提交读取

两个窗口的执行顺序如图红色序号所示:
①首先再A窗口对Id为g001的记录的nam进行修改;
②然后B进行访问,发现已经能够读取新的nam;
③A执行ROLLBACK,回滚到初始状态(nam恢复原来的记录);
④B再次查询,又得到OLD记录(旧记录);
⑤A再次UPDATE,并COMMIT;
⑥B再次SELECT,得到新纪录(new)。
可以看到,当A还没提交,B就可以看到更新的数据,这个时候很可能出现问题,比如A后来执行ROLLBACK,B看到的数据实际上是错误的数据。

(2)不可重复读取

不可重复读取是指在某事务处理过程中对数据进行读取,由于该事务更新操作导致多次读取数据时发生了改变。

不可重复读取发生在READ COMMITED 一下的分离水平。

eg:
不可重复读取
命令顺序依然如图红色数字所示:
①A更新id为g001的nam;
②B查询,结果是OLD数据;
③A提交更新;
④B再次查询,得到更新后的NEW数据。
B先后两次查询,结果不一致。

(3)幻象读取

幻象读取指的是,在某事物处理数据过程中对数据多次读取,由于该事务的插入/删除操作而导致在多次读取过程中读取到不存在或者消失的数据。

下图是幻象读取发生的例子:

幻象读取发生
①A事务开始;
②B查询;
③A插入一条记录并提交;
④B再次查询;
可以看到B连续执行两次的查询,前后结果不一致。

当设置分离水平为SERIALIZABLE时,可以消除幻象读取。

消除幻象读取
①A事务开始;
②B查询;
③A插入一条数据;(此时A会一直等待,直到B提交)
④B提交;
⑤A提交;
⑥B再次查询;

特别需要注意的是,由于B正在读取数据,当A 执行插入命令时,无法立马得到结果,而是一直等待,直到B提交。当B提交时,A的插入命令自动完成。

3.3 死锁 Dead Lock(狭路相逢勇者胜)

死锁指的是两个事务互相对待对方释放锁定,则永远也不可能接触锁定的状态。

如A,B两个用户都对表customer中记录’g001’和’g002’实施了排他锁定,由于两个事务互相等待对方释放锁定,所以形成了死锁。
死锁
A和B执行命令顺序红色字体所示:
①A事务开始,并对’g001’进行了更新;
②B事务开始,并对’g002’进行了更新;
③A对’g002’进行更新;(A等待B提交释放锁定)
④B对’g001’进行更新;(B等待A提交释放锁定,A、B互相等待陷入死锁)

此时,MySQL数据库让B强制解除锁定,A继续执行;

⑤A提交;
⑥B回滚并查询,得到A事务更新的数据;

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