MYSQL事务和隔离级别,面试时该如何回答

2019-07-0815:53:41数据库教程Comments2,344 views字数 3070阅读模式

一、事务

事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元,是满足 ACID 特性的一组操作,可以通过 Commit 提交一个事务,也可以使用 Rollback 进行回滚。事务具有以下4个属性,通常简称为事务的ACID属性:文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

  • 原子性(Atomicity):事务是一个原子操作单元,其对数据的修改,要么全都执行,要么全都不执行。比如在同一个事务中的SQL语句,要么全部执行成功,要么全部执行失败。回滚可以用日志来实现,日志记录着事务所执行的修改操作,在回滚时反向执行这些修改操作即可。
  • 一致性(Consistent):在事务开始和完成时,数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改,以保持数据的完整性;事务结束时,所有的内部数据结构(如B树索引或双向链表)也都必须是正确的。 以转账为例子,A向B转账,假设转账之前这两个用户的钱加起来总共是2000,那么A向B转账之后,不管这两个账户怎么转,A用户的钱和B用户的钱加起来的总额还是2000,这个就是事务的一致性。
  • 隔离性(Isolation):数据库系统提供一定的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。 隔离性是当多个用户并发访问数据库时,比如操作同一张表时,数据库为每一个用户开启的事务,不能被其他事务的操作所干扰,多个并发事务之间要相互隔离。即要达到这么一种效果:对于任意两个并发的事务 T1 和 T2,在事务 T1 看来,T2 要么在 T1 开始之前就已经结束,要么在 T1 结束之后才开始,这样每个事务都感觉不到有其他事务在并发地执行。
  • 持久性(Durable):事务完成之后,它对于数据的修改是永久性的,即使出现系统故障也能够保持。  可以通过数据库备份和恢复来实现,在系统发生奔溃时,使用备份的数据库进行数据恢复。

MySQL 默认采用自动提交模式。也就是说,如果不显式使用 START TRANSACTION 语句来开始一个事务,那么每个查询都会被当做一个事务自动提交。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

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这几个特性不是一种平级关系:文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

  • 只有满足一致性,事务的执行结果才是正确的。
  • 在无并发的情况下,事务串行执行,隔离性一定能够满足。此时要只要能满足原子性,就一定能满足一致性。
  • 在并发的情况下,多个事务并发执行,事务不仅要满足原子性,还需要满足隔离性,才能满足一致性。
  • 事务满足持久化是为了能应对数据库奔溃的情况。

二、并发一致性问题

1、更新丢失(Lost Update)

T1 和 T2 两个事务都对一个数据进行修改,T1 先修改,T2 随后修改,T2 的修改覆盖了 T1 的修改文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

例如,两个程序员修改同一java文件。每程序员独立地更改其副本,然后保存更改后的副本,这样就覆盖了原始文档。最后保存其更改副本的编辑人员覆盖前一个程序员所做的更改。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

如果在一个程序员完成并提交事务之前,另一个程序员不能访问同一文件,则可避免此问题文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

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2、脏读

一句话:事务B读取到了事务A已修改但尚未提交的的数据,还在这个数据基础上做了操作。此时,如果A事务回滚Rollback,B读取的数据无效,不符合一致性要求。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

解决办法: 把数据库的事务隔离级别调整到 READ_COMMITTED文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

T1 修改一个数据,T2 随后读取这个数据。如果 T1 撤销了这次修改,那么 T2 读取的数据是脏数据文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

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3、不可重复读(Non-Repeatable Reads)

在一个事务内,多次读同一个数据。在这个事务还没有结束时,另一个事务也访问该同一数据。那么,在第一个事务的两次读数据之间。由于第二个事务的修改,那么第一个事务读到的数据可能不一样,这样就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的,因此称为不可重复读,即原始读取不可重复。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

一句话:一个事务范围内两个相同的查询却返回了不同数据文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

同时操作,事务1分别读取事务2操作时和提交后的数据,读取的记录内容不一致。不可重复读是指在同一个事务内,两个相同的查询返回了不同的结果文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

解决办法: 如果只有在修改事务完全提交之后才可以读取数据,则可以避免该问题。把数据库的事务隔离级别调整到REPEATABLE_READ文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

T2 读取一个数据,T1 对该数据做了修改。如果 T2 再次读取这个数据,此时读取的结果和第一次读取的结果不同文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

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4、幻读

一个事务T1按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据,却发现其他事务T2插入了满足其查询条件的新数据,这种现象就称为“幻读”。(和可重复读类似,但是事务 T2 的数据操作仅仅是插入和删除,不是修改数据,读取的记录数量前后不一致)文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

一句话:事务A 读取到了事务B提交的新增数据,不符合隔离性。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

解决办法: 如果在操作事务完成数据处理之前,任何其他事务都不可以添加新数据,则可避免该问题。把数据库的事务隔离级别调整到 SERIALIZABLE_READ文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

T1 读取某个范围的数据,T2 在这个范围内插入新的数据,T1 再次读取这个范围的数据,此时读取的结果和和第一次读取的结果不同。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

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三、事务隔离级别

"脏读"、"不可重复读"和"幻读",其实都是数据库读一致性问题,必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

数据库的事务隔离越严格,并发副作用越小,但付出的代价也就越大,因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上 “串行化”进行,这显然与“并发”是矛盾的。同时,不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的,比如许多应用对“不可重复读”和“幻读”并不敏感,可能更关心数据并发访问的能力。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

MYSQL常看当前数据库的事务隔离级别:show variables like 'tx_isolation';文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

1、读未提交 (Read Uncommitted)

最低的隔离等级,允许其他事务看到没有提交的数据,会导致脏读。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

2、读已提交 (Read Committed)

被读取的数据可以被其他事务修改,这样可能导致不可重复读也就是说,事务读取的时候获取读锁,但是在读完之后立即释放(不需要等事务结束),而写锁则是事务提交之后才释放,释放读锁之后,就可能被其他事务修改数据。该等级也是 SQL Server 默认的隔离等级。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

3、可重复读(Repeatable Read)

所有被 Select 获取的数据都不能被修改,这样就可以避免一个事务前后读取数据不一致的情况。但是却没有办法控制幻读,因为这个时候其他事务不能更改所选的数据,但是可以增加数据,即前一个事务有读锁但是没有范围锁,为什么叫做可重复读等级呢?那是因为该等级解决了下面的不可重复读问题。(引申:现在主流数据库都使用 MVCC 并发控制,使用之后RR(可重复读)隔离级别下是不会出现幻读的现象。)文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

MYSQL默认是REPEATABLE-READ文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

4、串行化(Serializable)

所有事务一个接着一个的执行,这样可以避免幻读 (phantom read),对于基于锁来实现并发控制的数据库来说,串行化要求在执行范围查询的时候,需要获取范围锁,如果不是基于锁实现并发控制的数据库,则检查到有违反串行操作的事务时,需回滚该事务。文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

5、总结

  • 读未提交: 一个事务还没提交时,它做的变更就能被别的事务看到
  • 读提交: 一个事务提交之后,它做的变更会被其他事务看到。
  • 可重复读 : 一个事务执行过程中看到的数据,总是跟这个事务在启动时看到的数据是一致的。当然在可重复读隔离级别下,未提交变更对其他事务也是不可见的。
  • 串行化: 顾名思义是对于同一行记录,“写”会加“写锁”,“读”会加“读锁”。当出现读写锁冲突的时候,后访问的事务必须等前一个事务执行完成,才能继续执行。

四个级别逐渐增强,每个级别解决一个问题,事务级别越高,性能越差,大多数环境(Read committed 就可以用了)文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

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作者:李红文章源自菜鸟学院-https://www.cainiaoxueyuan.com/sjk/14008.html

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