事务特性ACID及隔离级别
注:例子引用来自:https://www.cnblogs.com/WJ-163/p/6023054.html
- 事务就是一组原子性的SQL查询,或者说一个独立的工作单元。
- 银行应用是解释事务必要性的一个经典例子。
- 假设一个银行的数据库有两张表:支票(checking)表和储蓄(savings)表。现在要从用户Jane的支票账户转移200美元到她的储蓄账户,那么需要至少三个步骤:
- 1、检查支票账户的余额高于200美元。
- 2、从支票账户余额中减去200美元。
- 3、在储蓄账户余额中增加200美元。
- 上述三个步骤的操作必须打包在一个事务中,任何一个步骤失败,则必须回滚所有的步骤。
- 事务SQL的样本如下:
start transaction;
select balance from checking where customer_id = 123
update checking set balance = balance - 200.00 where customer_id = 123;
update savings set balance = balance + 200.00 where customer_id = 123;
commit;
- 如果执行到第四条时服务器崩溃了,会发生什么?用户可能会损失200美元。
- 在执行到第三条语句和第四条语句之间时,另外一个进程要删除支票账户的所有余额,那么结果可能就是银行在不知道这个逻辑的情况下白白给了Jane200美元。
ACID
原子性(atomicity)
- 一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元,整个事务中的所有操作要么全部提交成功,要么全部失败回滚,对于一个事务来说,不可能只执行其中的一部分操作,这就是事务的原子性。
一致性(consistency)
- 数据库总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态。
- 在前面的例子中,一致性确保了,即使在执行第三、第四条语句之间时系统崩溃,支票账户中也不会损失200美元,因为事务最终没有提交,所以事务中所做的修改也不会保存到数据库中。
隔离性(isolation)
- 通常来说,一个事务所做的修改在最终提交之前,对其他事务是不可见的。
- 在前面的例子中,当执行完第三条语句、第四条语句还未开始时,此时有另外一个账户汇总程序开始运行,则其看到的支票账户的余额并没有减去200美元。
持久性(durability)
- 一旦事务提交,则其所做的修改就会永久保存到数据库中。此时即使系统崩溃,修改的数据也不会丢失。
隔离级别
- 在SQL标准中定义了四种隔离级别,每一种级别都规定了一个事务中所做的修改,哪些在事务内和事务间是可见的,哪些是不可见的。
- 较低级别的隔离通常可以执行更高的并发,系统的开销也更低。
READ UNCOMMITTED(未提交读)
- 在READ UNCOMMITTED级别,事务中的修改,即使没有提交,对其他事务也都是可见的。
- 事务可以读取未提交的数据,这也被称为脏读(Dirty Read)。
- 从性能上来说,READ UNCOMMITTED不会比其他的级别好太多,但却缺乏其他级别的很多好处。
#首先,修改隔离级别
set tx_isolation='READ-UNCOMMITTED';
select @@tx_isolation;
+------------------+
| @@tx_isolation |
+------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------+
#事务A:启动一个事务
start transaction;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务B:也启动一个事务(那么两个事务交叉了)
在事务B中执行更新语句,且不提交
start transaction;
update tx set num=10 where id=1;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务A:那么这时候事务A能看到这个更新了的数据吗?
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 | --->可以看到!说明我们读到了事务B还没有提交的数据
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务B:事务B回滚,仍然未提交
rollback;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务A:在事务A里面看到的也是B没有提交的数据
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 | --->脏读意味着我在这个事务中(A中),事务B虽然没有提交,但它任何一条数据变化,我都可以看到!
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
READ COMMITTED(提交读)
- 大多数数据库系统默认隔离级别都是READ COMMITTED(但MySQL不是)。
- READ COMMITTED满足前面提到的隔离性的简单定义:
- 一个事务开始时,只能“看见”已经提交的事务所做的修改。
- 一个事务从开始直到提交之前,所做的任何修改对其他事务都是不可见的。
- 这个级别有时候也叫做不可重复读(nonrepeatable read),因为两次执行同样的查询,可能会得到不一样的结果。
#首先修改隔离级别
set tx_isolation='read-committed';
select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| READ-COMMITTED |
+----------------+
#事务A:启动一个事务
start transaction;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务B:也启动一个事务(那么两个事务交叉了)
在这事务中更新数据,且未提交
start transaction;
update tx set num=10 where id=1;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务A:这个时候我们在事务A中能看到数据的变化吗?
select * from tx; --------------->
+------+------+ |
| id | num | |
+------+------+ |
| 1 | 1 |--->并不能看到! |
| 2 | 2 | |
| 3 | 3 | |
+------+------+ |——>相同的select语句,结果却不一样
|
#事务B:如果提交了事务B呢? |
commit; |
|
#事务A: |
select * from tx; --------------->
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 |--->因为事务B已经提交了,所以在A中我们看到了数据变化
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
REPEATABLE READ(可重复读)
- REPEATABLE READ解决了脏读的问题。
- 该级别保证了在同一个事务中多次读取同样记录的结果是一致的。
- 但是理论上,可重复读隔离级别还是无法解决另外一个幻读(Phantom Read)的问题。
- 所谓幻读,指的是当某个事务在读取某个范围内的记录时,另外一个事务又在该范围内插入了新的记录,当之前的事务再次读取该范围的记录时,会产生幻行(Phantom Row)。
- InnoDB和XtraDB存储引擎通过多版本并发控制解决了幻读的问题。
#首先,更改隔离级别
set tx_isolation='repeatable-read';
select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
#事务A:启动一个事务
start transaction;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务B:开启一个新事务(那么这两个事务交叉了)
在事务B中更新数据,并提交
start transaction;
update tx set num=10 where id=1;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
commit;
#事务A:这时候即使事务B已经提交了,但A能不能看到数据变化?
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 | --->还是看不到的!(这个级别2不一样,也说明级别3解决了不可重复读问题)
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务A:只有当事务A也提交了,它才能够看到数据变化
commit;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
SERIALIZABLE(可串行化)
- SERIALIZABLE是最高的隔离级别。
- 它通过强制事务串行执行,避免了前面说的幻读的问题。
- 简单来说,SERIALIZABLE会在读取的每一行数据上都加锁,所以可能导致大量的超时和锁争用的问题。
- 只有在非常需要确保数据的一致性而且可以接受没有并发的情况下,才考虑采用该级别。
#首先修改隔离界别
set tx_isolation='serializable';
select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| SERIALIZABLE |
+----------------+
#事务A:开启一个新事务
start transaction;
#事务B:在A没有commit之前,这个交叉事务是不能更改数据的
start transaction;
insert tx values('4','4');
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
update tx set num=10 where id=1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
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