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数据库事务
ACID
- A : Atomic:原子性:指数据库事务要么完成,要么不做.是一个不可分割的原子操作;
- C:consistency: 一致性:指事务完成要保证业务逻辑数据一致;即业务是A账户向B账户转账,无论怎么转,事务完成后必须保证A账户和B账户的总额不变;
- I:Isolation: 隔离性: 指不同事务有自己的执行空间,各自的操作不会影响到其他事务的执行;这里可以通过设置不同的隔离级别来控制事务的隔离强度,隔离级别越高,数据一致性越好,并发性能越低;
- D: Durability:持久性: 一旦事务成功提交,对数据的操作必须写进数据库中,即使是事务刚提交,数据库就崩溃,也要保证下一次重启时,之前的数据操作可以写到数据库中;
InnoDB对ACID的实现
事务的ACID是通过InnoDB日志和锁来保证。事务的隔离性是通过数据库锁的机制实现的，持久性通过redo log（重做日志）来实现，原子性和一致性通过Undo log来实现。UndoLog的原理很简单，为了满足事务的原子性，在操作任何数据之前，首先将数据备份到一个地方（这个存储数据备份的地方称为UndoLog）。然后进行数据的修改。如果出现了错误或者用户执行了ROLLBACK语句，系统可以利用Undo Log中的备份将数据恢复到事务开始之前的状态。
和Undo Log相反，RedoLog记录的是新数据的备份。在事务提交前，只要将RedoLog持久化即可，不需要将数据持久化。当系统崩溃时，虽然数据没有持久化，但是RedoLog已经持久化。系统可以根据RedoLog的内容，将所有数据恢复到最新的状态。
对具体实现过程有兴趣的同学可以去自行搜索扩展。
链接：https://juejin.im/post/5b5a0bf9f265da0f6523913b
数据库并发问题
- 脏读: A事务读取了B事务尚未提交的更改数据,并使用这个数据进行后续操作,但是B事务回滚,撤销了事务,B事务更改的数据就会被恢复为原来的值,但是A事务使用了被修改的值后又进行了一系列的操作;
- 不可重复读: 指A事务分别在B事务开始和结束后读取了被B修改的值,造成A事务的操作数据不一致;
- 幻读: 类似不可重复读,指A事务是在B事务新增数据操作前后读取到了包括新增数据的总数据,而造成数据不一致的问题;主要是前一次读取时还满足要求,但在执行时又不满足了;
- 不可重复读和幻读的区别在于不可重复读读的是修改数据,而幻读读的是新增数据,数据库处理二者的操作也是不同的,对于不可重复读,只需要对操作的数据添加行锁,阻止操作中数据发生变换;而防止读到新增数据,就需要添加表级别的锁–整张别锁定,防止新增数据;也许正是因为防止操作的不同,才对这两种问题做区分;
- 第一类丢失更新: 我觉得类似脏读,指A事务先读到一个值a,在后续操作前,B事务将该值修改为b,然后提交事务,然后A在原来读取到的值a的基础上继续执行,并做了修改为c,但是因为一些问题发生回滚,值被回滚到a,这时,B事务的操作就被丢失了,造成数据不一致;
- 第二类丢失更新: 类似第一类丢失更新,指A事务先读到一个值a,然后B事务开始并将a修改为b,提交事务,但是A事务继续执行,经a修改为c,这时丢失了B事务的更新;
事务隔离级别
| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 | 第一类丢失更新 | 第二类丢失更新 |
|---|---|---|---|---|---|
| READ UNCOMMITED | 允许 | 允许 | 允许 | 不允许 | 允许 |
| READ COMMITED | 不允许 | 允许 | 允许 | 不允许 | 允许 |
| REPEATABLE READ | 不允许 | 不允许 | 允许 | 不允许 | 不允许 |
| SERIALIZABLE | 不允许 | 不允许 | 不允许 | 不允许 | 不允许 |
- 未提交读: 一个事务可以读到另一个未提交的事务修改的值;
- 提交读: 本事务读到的数据是最新的,也就是说一个事务内相同的query操作可以得到不同的结果(中间有其他事务提交)
- 可重复读: 本事务的相同的多次query操作得到的结果是一样的
- 串行读: 事务间有类似读写锁的锁机制,并发读允许,并发写不允许
- READ UNCOMMITED拥有最高的并发度和吞吐量,而SERIALIZABLE并发量最低;
- Mysql 默认采用的 REPEATABLE_READ隔离级别 Oracle 默认采用的 READ_COMMITTED隔离级别.
数据库锁机制
按所对象分可以分为表锁定和行锁定,前者对整张表锁定,后者对特定行锁定,从并发事务关系来看可以分为共享锁和独占锁;共享锁允许其他共享锁进入,排斥独占锁,而独占锁即防止共享锁也防止独占锁;
-
行共享锁定:通过sql语句中
select ... for update或者lock table in row share mode(oracle)获得共享锁定, -
行独占锁定:通过sql语句
insert|update|delete或者lock table in row exclusive mode这些语句都是; -
表 共享锁定: 通过
lock table in share mode,表共享可以防止行独占锁定和表独占锁定,允许表共享和行共享 -
表共享行锁定 通过
lock table in share row exclusive mode显式获得,这种锁定可以防止其他回话获取一个表共享,行独占,或者表独占;只允许行共享 -
表独占: 通过
lock table in exclusive mode语句显示获得,什么都不允许 -
MyISAM使用的是表级锁, InnoDB使用的是行级锁
InnoDB行级锁算法
- Record Lock: 单行记录上的锁
- Gap lock: 间隙锁,锁定一段距离,不包括记录本身
- Next-key lock: record+gap,锁定一段距离,包括记录本身
- 三种锁的具体讲解,可以看这篇博客:InnoDB锁机制
- 使用next-key lock主要是为了解决幻读的问题,首先看上面对幻读的理解,是指对一段范围内的多次查询查询出不同的结果,例如
select * from table where age < 10 ;我寻找年龄小于10的记录,如果在两次查询中,有事务新增了或者删除了小于10的某条记录,这时获得的结果就不同了.如果只使用record lock,锁住一行记录,是无法解决这个问题的,只有锁住一个范围,才能解决,至于具体的如何规划范围和如何处理等待锁的事务,看上一条的链接博客;