00.事务的基础

发表于 2021-04-13 | 分类于 分布式事务 | 0 | 阅读次数 12

本文作为基础事务的入门引导，带领大家回顾下事务的一些基本内容，如ACID基本特性等。并且带着大家回顾下事务的底层处理逻辑

• 什么是事务，以及事务的基本属性(ACID)？
• 事务的隔离级别
• 事务的隔离级别与MVCC
• 事务的传播机制(Spring)

• 事务的基本属性ACID是什么？
• 事务的隔离级别以及可能产生的问题？
• 事务的隔离级别的底层处理逻辑(MVCC)?

1.什么是事务?

事务是一组数据操作命令的集合，要么全部成功，要么全部失败，

我们经常拿银行转账的例子来说明事务，假设在发工资的当天，男同胞们需要将工资上交到老婆手里，此时就要发生一次转账交易，将金额1w元从自己的卡中转出到老婆的卡里，该例子主要包含如下两个步骤

• 转账人(fromAccountId)卡中扣除指定金额1w元：即从自己的账户中扣除1w元
• 收款人(toAccountId)卡中收到金额1w元：即收款人的toAccountId收到1w元

这两个步骤必须同时成功或者同时失败，否则可能就要发生家庭纠纷了。

总结：事务是数据库并发操作的最基本单位. 即一组语句(转出，转入)要么全部成功，要么全部失败。

这也满足我们自然界的守恒定律。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变

1.1.事务的基本属性

也就是我们常说的ACID，这是事务的最基本的4个属性。必须得记住。

• Atomic(原子性): 多个sql，要么一起成功，要么一起失败。
• Consistency(一致性）：数据执行前的数据是证准确的，执行之后也必须是准确的，和预期一样
• Isolation(隔离性)：多个事务彼此之间不会互相干扰
• Durability(持久性)：持久性即数据会落入磁盘，对数据的修改是永久有效

2.事务的隔离级别

事务的隔离级别：读未提交 > 读已提交 > 可重复读(Innodb默认) > 串行化

2.1.读未提交(Read Uncommited)

读到了某个事务未提交的数据，即 脏读

• mysql中数据为id=1,name=张三
• 事务B将name改为李四，此时还未提交事务
• 事务A读到数据name为李四，也就产生了脏读

2.2.读已提交(Read Commited)

又称作不可重读读，在同一个事务内，同一条数据读到了不同的值。解决脏读，产生多条读取数据不一致问题。

• mysql中数据为id=1,name=张三
• 事务A第一次读到id=1,name=张三
• 此时事务B将name修改为李四，事务提交
• 事务A再次读取到id=1,name=李四

一个事务对一条数据，多次读到的值可能不一样。影响范围：一个事务，一条数据，多次读

2.3.可重复读(Read Repeatable)

Mysql Innodb的默认隔离级别，解决不可重复读问题，幻读。

• 事务A每次读到的数据都是id=1,name=张三，即使事务B已提交了事务，但是事务A还是读取之前的数据

产生的问题：幻读

可重复读和幻读最大的区别就是，可重复读针对的是一条数据的(update和delete)，而幻读针对的是多条数据的(insert)

2.4.串行化

每个事务都是串行的执行，A事务执行完成之后，B事务才能执行。因此效率也是最低的。

串行化解决的问题是事务只能一个一个的执行，因此也就不存在上面所说的幻读的问题了

2.5.总结

隔离级别 脏读 不可重复读 幻读 读未提交 可能 可能 可能 读已提交(不可重复读) 不可能 可能 可能 可重复读 不可能 不可能 可能 串行化 不可能 不可能 不可能

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3.事务的隔离级别与锁机制

• 数据库中的一致性和隔离性，一般是通过加锁的方式来实现(其实我们应用业务通过加锁的方式实现)。
• 加锁就会导致系统并发能力下降，并发的能力和数据的一致性存在天然的互斥(后续的CAP理论以及BASE理论会细说)。

3.1.锁的分类

• 表锁：一般是ddl操作，直接锁整张表，导致并发能力下降
• 行锁：只锁住有限的数据行，并发能力较强

一般通过版本号来实现，即通过给表结构新增一个version的字段，读取数据时获取到版本号，更新时对版本号加一。并且将提交的数据版本号和对应记录的当前版本号进行比对。CAS的思想。

对数据被外界的修改持悲观的态度。整个数据的处理过程中，将数据处于锁定状态。悲观锁是由系统实现的，我们直接写相关语句即可。共享锁和排他锁是悲观锁的两种不同实现。

• 共享锁：SELECT * from TABLE where id = 1 lock in share mode;
• 排它锁：select status from TABLE where id=1 for update;

共享锁和排它锁都是行锁。但是行锁是基于索引的，如果找不到索引会使用表级锁。

3.MVCC(多版本并发控制)

Mysql通过MVCC机制来实现事务的隔离级别：innodb存储引擎，会在每行数据的最后添加两个隐藏列(存储事务的版本号)，创建事务的id，删除时间事务的id(或者未空)，事务的版本号进行递增

MVCC只在 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 两个隔离级别下工作;

• create_tx_version：创建事务版本号
• delete_tx_version：删除事务的版本号
• current_tx_version: 当前事务版本号

id name create_tx_version：创建事务版本号 delete_tx_version：删除事务的版本号 1 张三 120 122 2 李四 119 空 2 小李四 122 空

• select:：读取 create_tx_version <= current_tx_version，delete_tx_version>current_tx_version 或者delete_tx_version为空

• insert： 保存 create_tx_version = current_tx_version

• delete：保存 delete_tx_version = current_tx_version

• update：插入一条新纪录，保存create_tx_version = current_tx_version，同时保存当前事务版本号到原来删除的行

3.1.MVCC高阶知识

这里知识简单介绍了一下MVCC的内容，其实它底层涉及到很多的知识如undolog，表的隐藏列等比较复杂的流程，后续研究mysql的时候会进行更新相关内容，此处只做简单了解

美团-Innodb中的事务隔离级别和锁的关系

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