事务第02讲：数据库事务[MySQL]

1. 什么是事务?
2. 事务基本要素
3. MySQL事务隔离级别
- 3.1 事务隔离级别概念
- - 3.1.1 读未提交
  - 3.1.2 读已提交
  - 3.1.3 可重复读
  - 3.1.5 可串行化
- 3.2 事务并发问题
- - 3.2.1 读-写问题
  - - 3.2.1.1 脏读
    - 3.2.1.2 不可重复读
    - 3.2.1.3 幻读
  - 3.2.2 写-写问题
  - - 3.2.2.1 第一类丢失更新
    - 3.2.2.2 第二类丢失更新
    - 3.2.2.3 解决方案
    - - 3.2.2.3.1 解决方案一(悲观锁)
      - 3.2.2.3.2 解决方案二(乐观锁)
5. 栗子
- 5.1 读未提交
- 5.2 读已提交
- 5.3 可重复读
- 5.5 串行化
6. 补充说明
99.参考资料

部分资料引用自各路大神，具体见“99.参考资料”。

1. 什么是事务?

数据库事务：是数据库管理系统执行过程中的一个逻辑单位，由一个有限的数据库操作序列构成。

2. 事务基本要素

【ACID】

原子性(atomicity)：事务开始后所有操作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错，会回滚到事务开始前的状态，所有的操作就像没有发生一样。也就是说事务是一个不可分割的整体，就像化学中学过的原子，是物质构成的基本单位。

一致性(consistency)：事务开始前和结束后，数据库的完整性约束没有被破坏。比如A向B转账，不可能A扣了钱，B却没收到。

隔离性(isolation)：同一时间，只允许一个事务请求同一数据，不同事务之间没有任何干扰；这主要是针对并发事务来讲，并发事务所做的数据修改必须与其他并发事务隔离开进行；事务查看数据时数据所处的状态，要么是另一个并发事务修改她之前的状态，要么是另一个事务修改她之后的状态，事务不会查看中间状态的数据。比如A正从一张银行卡中取钱，在A取钱的过程结束前，B不能向这张卡转账。

持久性(durability)：事务完成后，事务对数据库的所有更新将被保存到数据库，不能回滚。

3. MySQL事务隔离级别

【温馨提示】：3.1和3.2交叉看，交叉看，交叉看。

隔离性：指多个用户并发操作数据库时，数据库为每一个用户开启不同的事务，这些事务之间互不干扰，相互隔离。

事务的隔离级别越高，事务的执行效率越低。

3.1 事务隔离级别概念

3.1.1 读未提交

概念：在该隔离级别下，一个事务可以读取到另一个事务【未提交】的数据，会产生脏读问题。在项目中几乎不用，安全性太差；

解决的问题：解决了写-写问题中“第一类丢失更新(回滚丢失)”，但是会出现脏读、不可重复读、第二类丢失更新和幻读。

3.1.2 读已提交

概念：一个事务可以读取到另一个事务【已提交】的数据。这是大多数数据库默认的隔离级别，但不是MySQL的默认隔离级别。

解决的问题：因为一个事务只能看到别的事务已提交的数据，所以可以避免脏读问题，但是会出现不可重复读、第二类丢失更新和幻读问题。

3.1.3 可重复读

概念：一个事务中多个实例在并发读取数据时会读取到一样的数据。

解决的问题：解决第一类丢失更新、脏读、不可重复读、第二类丢失更新，但是会出现幻读问题。简单说，幻读指用户读取某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围内插入了新行，当用户再读取该范围的数据行时，会发现有新的“幻影”行。MySQL默认的事务隔离级别，InnoDB存储引擎通过多版本并发控制(MVCC，Multiversion Concurrency Control)机制解决了幻读问题。

3.1.5 可串行化

概念：事务的最高级别，通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。简言之，她是在每个读取的数据行上加了共享锁。在这个级别，可能导致大量的超时现象和锁竞争，一般为了提升程序的吞吐量不会采用这种隔离级别。

解决的问题：解决所有并发问题。

【小结】

读未提交：别人改数据的事务尚未提交，我在我的事务中也能读到；
读已提交：别人改数据的事务已经提交，我在我的事务中才能读到；
可重复读：别人改数据的事务已经提交，我在我的事务中也不去读；
串行化：我的事务尚未提交，别人就别想去改数据。

3.2 事务并发问题

当多个【用户/进程/线程】同时对数据库进行操作时，会出现3中冲突情形：

读-读，不存在任何问题

读-写，有隔离性问题，可能遇到脏读、不可重复读和幻读等

写-写，可能丢失更新

事务隔离级别可能引起的并发事务问题。第一列是事务隔离级别，第二列至第四列是各个事务隔离级别对应的并发事务问题。ISO/ANSI SQL92定义了4个事务隔离级别，每个级别的隔离程度不同，允许出现的副作用也不同，应用可以根据自己的业务逻辑要求，通过选择不同的隔离级别来平衡 “隔离”与“并发”的矛盾。

事务隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	说明
读未提交(read-uncommitted)	是	是	是	哪个并发问题都解决不了
不可重复读(read-committed)	否	是	是	也可称作读已提交,可解决脏读(Oracle默认值)
可重复读(repeatable-read)	否	否	是	可解决脏读、不可重复读(MySQL默认值)
串行化(serializable)	否	否	否	可解决脏读、不可重复读和幻读，相当于锁表

3.2.1 读-写问题

3.2.1.1 脏读

概念：事务A读取了事务B更新的数据(此时事务B并没有提交事务)，然后B执行回滚操作，那么A读取到的数据就是脏数据。

栗子：粑粑给你转账，在转账数据过去后粑粑并没有提交数据，介个时候粑粑告诉你钱还了，你查查撒，你看钱到账了，告诉我收到了，这个时候我再执行刚刚的事务回滚，那个钱就又回到我这里了。

3.2.1.2 不可重复读

概念：在一个事务中两次查询的数据不一致(侧重于数据的修改)。这么说吧，不一致本身并没有什么危害，危害的是我们不知道她不一致了，就会导致错误的数据处理。(事务A多次读取同一数据，事务B在事务A多次读取的过程中，对数据作了更新并提交，导致事务A多次读取同一数据时，结果不一致)

栗子：试想一下，你在一个事务中用到了两次A这个数据，第一次用完后，另外一个事务对数据进行了修改，等到第二次用的时候数据就已经变了，跟你预期要操作的那个A数据不一致了，这个时候你接下来的逻辑代码就是在操作一个你不知道的数据，可怕不？就问你可怕不？

【注意】：脏读是一个事务读取了另一个事务[未提交]的数据，不可重复读是读取了另一个事务[提交]的数据。

解决不可重复读方案：只要锁住满足条件的行。

3.2.1.3 幻读

概念：在一个事务中查询的行数不一样(侧重于数据的新增和删除)

栗子：再来think一下下，如果事务A对表中的所有name这一列的内容全部改成“诸葛孔明”，执行完后，事务B新增了一个数据的name内容为“庞士元”，等你在事务A中再查看数据库会发现，哎吆我去，咋还有一行没改过来呢？

解决幻读方案：锁表(对于MySQL来说，MVCC也可解决幻读)

【注意】：不可重复读和幻读很容易混淆。不可重复读侧重于修改，幻读侧重于新增or删除。

解决不可重复读的问题只要锁住满足条件的行，解决幻读需要锁表(对于MySQL来说，MVCC[参见《事务第01讲：MySQL锁》]也可解决幻读)

3.2.2 写-写问题

3.2.2.1 第一类丢失更新

第一类丢失更新，也称作回滚丢失(lostupdate)。A事务撤销时，把已提交的B事务的更新数据覆盖了。

这种错误可能造成很严重的问题，通过账户取款来分析一下。

时间	取款事务A	转账事务B
T1	开始事务
T2		开始事务
T3	查询账户余额为1000元
T4		查询账户余额为1000元
T5		汇入100元，把余额改为1100元
T6		提交事务
T7	取出100元，把余额改为900元
T8	撤销事务
T9	余额恢复为1000元(丢失更新)

A在事务撤销时，“不小心”将B事务已经转入账户的金额抹去了。
【注】：标准定义的所有隔离级别都不允许第一类丢失更新发生。

3.2.2.2 第二类丢失更新

第二类丢失更新，也称作覆盖丢失/两次更新(Second lost update)

A事务覆盖B事务已经提交的数据，造成B事务所做操作丢失。

时间	转账事务A	取款事务B
T1		开始事务
T2	开始事务
T3		查询账户余额为1000元
T4	查询账户余额为100元
T5		取出100元，把余额改为900元
T6		提交事务
T7	汇入100元，把余额改为1100元
T8	提交事务
T9	余额改为1100元(丢失更新)

上面的栗子中由于转账事务覆盖了取款事务对存款余额所做的更新，导致银行最后损失了200元，相反如果转账事务先提交，则用户将损失200元。

第二类丢失更新，实质上和不可重复读是同一问题。

实际案例：

财务系统加工资，若公司本次调薪决定给员工彤彤加薪5k人民币，财务部两名操作人员A和B，过程如下：

1). A操作员在系统的页面上查询出彤彤的薪水信息，然后选择薪水记录进行修改，打开修改页面，但A突然有事离开了，页面放在那里没有作任何提交；

2).同时B操作员同样在应用中查询出彤彤的薪水信息，然后选择薪水记录进行修改，录入增加薪水5k，然后提交了；

3).此时，A操作员回来了，在自己之前打开的薪水修改页面也录入增加薪水5k，提交了。

该栗子操作员A和B只要一前一后作提交，问题就来了。这个过程走下来的结果是：彤彤涨了1w，操作员A和B都懵逼了。

3.2.2.3 解决方案

防止丢失更新的解决方案

两种思路：一种是悲观锁，一种是乐观锁。

一种假设这样的问题是高概率，最好一开始就锁住，免得更新老是失败；

另一种假设这样的问题是小概率，最后一步做更新的时候再锁住，免得锁住时间太长影响其他人做有关操作。

3.2.2.3.1 解决方案一(悲观锁)

A.传统的悲观锁(不推荐)

以上面的栗子来看，在弹出修改工资页面初始化时(这种情况下一般会从数据库查询出来)，在这个初始化查询中 使用select ... for update nowait,通过 for update nowait 语句，将这条记录锁住，避免其他用户更新，从而保证后续的更新是在正确的状态下更新的。然后在保持这个链接的状态下，再做更新操作。当然这个有个前提就是保持链接，就是要对链接占用较长时间，这个在现在的web系统高并发频率下显然是不现实的。

B.现在的悲观锁(推荐优先使用)

在修改工资这个页面做提交时先查询下，当然这个查询必须也要加锁(select … for update nowait)，保证在这条记录没有变化的基础上做更新，若有变化则提示告知用户。

页面做提交时先加锁查询下，不要一开始就加锁，增加效率。

3.2.2.3.2 解决方案二(乐观锁)

A.旧值条件(前镜像)法

就是在sql更新时使用旧的状态值做条件，sql大致如下：update table set col1 = newcol1value, col2 = newcol2value … where col1 = oldcol1value and col2 = oldcol2value…，在上面的栗子中我们就可以把当前工资作为条件进行更新，如果这条记录已经被其他会话更新过，则本次更新了0行，这里我们应用系统一般会做个提示告知用户重新查询更新。这个取哪些旧值作为条件更新视具体系统实际情况而定(这种方式有可能发生阻塞，如果应用其他地方使用悲观锁法长时间锁定了这条记录，则本次会话就需要等待，所以使用这种方式时最好统一使用乐观锁法)。

B.版本列法(推荐优先使用)

其实这种方式是一个特殊化的前镜像法，就是不需要使用多个旧值做条件，只需要在表上加一个版本列，这一列可以是 number 或者 date/timestamp 列，加这列的作用就是用来记录这条数据的版本(在表设计时，一般我们都会给每个表增加一些 number 型和 date 型的冗余字段，以便扩展使用，这些冗余字段完全可以作为版本列用)，在应用程序中我们每次操作对版本列做维护即可。在更新时我们把上次版本作为条件进行更新。

5. 栗子

举栗子说明各个隔离级别的情况。

【注意】：验证“读已提交”的前提是MySQL关闭自动提交，使用命令 show variables like ‘%commit%’; 进行查询，使用命令 set session autocommit = 0; 关闭会话级的自动提交(或者直接在配置文件关闭自动提交)。

5.1 读未提交

1). 打开一个客户端A，并设置当前事务隔离级别为read uncommited(未提交读)，查询表tb_book的初始值，开启事务。从图中可以看出当前session的事务隔离级别是未提交读。

2). 在客户端A的事务提交之前，打开另一个客户端B，更新表tb_book，更新后s_age为80。

【注意】：需要将mysql的binlog日志参数binlog_format设置为mixed，否则会报下面的错

impossible to write to binary logsince BINLOG_FORMAT = STATEMENT and at least one table uses a storage engine limited to row-based logging. InnoDB is limited to row-logging when transaction isolation level is READ COMMITTED or READ UNCOMMITTED.

即，innodb的事务隔离级别是读未提交或者读已提交模式时，binlog不可以使用statement模式记录日志。

3). 此时，虽然客户端B的事务还没有提交，但是客户端A就可以查询到B已经更新的数据，可以看到再次查询时s_age已经是B修改后的数据80

4). 一旦客户端B的事务因为某种原因回滚了，所有的操作都将会被撤销，那客户端A查询到的数据其实就是脏数据。可以看到回滚后又变回了100。

5). 在客户端A执行更新语句 update tb_student set s_age=s_age-20 where s_id=1; 诸葛孔明的 s_age 没有变成 80-20=60，居然是80，很奇怪。由于客户端B回滚了，所有客户端A再次update的时候其实是100-20=80。

解决方法：提升事务隔离级别为读已提交。

5.2 读已提交

1). 打开一个客户端A，并设置当前事务模式为read committed(读已提交)，查询表tb_book的所有记录，开启事务；

2). 在客户端A的事务提交之前，打开另一个客户端B，更新表tb_student；

3). 此时，客户端B的事务还没提交，客户端A不能查询到B已经更新了的数据，解决了脏读的问题；

4). 客户端B提交事务

5). 客户端A再次执行查询，结果与上一步不一致，可以看到客户端A看到了客户端B已提交的数据，此时产生了不可重复读问题。

5.3 可重复读

1). 打开一个客户端A，并设置当前事务模式为repeatable read，查询表account的所有记录

2). 在客户端A的事务提交之前，打开另一个客户端B，更新表tb_student表并提交；

3). 在客户端A查询表tb_book的所有记录，与步骤1)查询结果一直，没有出现不可重复读的问题

4). 在客户端A，接着执行 update tb_student set s_age=s_age-10 where s_id=1; s_age 没有变成 60-10=50，s_age 的值用的是步骤2)中的50来算的，所以结果是50-10=40，数据的一致性没有被破坏。

可重复读的隔离级别下MySQL使用了MVCC(多版本并发控制，Multiversion Concurrency Control)机制，select操作是不会更新版本号的，是快照读(历史版本)；insert、update和delete会更新版本号，是当前读(当前版本)。

5). 重新打开客户端B，插入一条新数据后提交
6). 在客户端A查询表tb_student的所有记录，没有查询出新增的数据，所有没有出现幻读

5.5 串行化

1). 打开一个客户端A，并设置当前事务模式为serializable，查询表tb_book的初始值；

2). 打开一个客户端B，并设置当前事务模式为serializable，插入一条记录，表被锁住了插入失败，mysql中事务隔离级别为serializable时会锁表，因此不会出现幻读的情况，这种隔离级别并发性极低，开发中很少会用到。

6. 补充说明

事务隔离级别为读提交时，写数据只会锁住相应的行；
事务隔离级别为可重复读时，如果检索条件有索引(包括主键索引)的时候，默认加锁方式是next-key锁；如果检索条件没有索引，更新数据时会锁住整张表。一个间隙被事务加了锁，其他事务是不能再这个间隙插入记录的，这样可以防止幻读；
事务隔离级别为串行化时，读写数据都会锁住整张表；
隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。

99.参考资料

MySQL的四种事务隔离级别

Mysql事务，并发问题，锁机制

该睡觉了，未完待续，明天再写吧，晚安了各位，么么哒(* ￣3)(ε￣ *)

事务第02讲：数据库事务(MySQL)相关推荐

spring事务隔离级别与数据库事务隔离级别的关系
一直没搞清楚spring事务与数据库事务与锁之间的关系. spring事务: spring事务本质上使用数据库事务,而数据库事务本质上使用数据库锁,所以spring事务本质上使用数据库锁,开启spri ...
mysql数据库事务隔离级别是_数据库事务隔离级别－MySQL为例 · Sean
在银行系统的存取款过程中,当遇到对一个账户并发存取的时候,系统该如何处理比较好.可能不少人会想到线程同步,然而在应用层使用同步会导致对象锁定,大大影响并发效率.此时,充分利用数据库的事务隔离机制可以很 ...
mysql事务转账_模拟数据库事务实现转账
模拟数据库事务实现转账实现思路采用和真实数据库同样的策略,来实现数据库的事务.采用redo 和undo 来确保事务的持久性和原子性. redo log是为了确保事务的持久性,数据库在进行数据的更新 ...
mysql 事务隔离界别_MySQL数据库事务隔离级别(Transaction Isolation Level)
然后说说修改事务隔离级别的方法: 1.全局修改,修改mysql.ini配置文件,在最后加上 1 #可选参数有:READ-UNCOMMITTED, READ-COMMITTED, REPEATABLE- ...
Spring 事务传播原理及数据库事务操作原理
相关内容: 架构师系列内容:架构师学习笔记(持续更新) 先看看 Spring 事务的基础配置 <beans xmlns="http://www.springframework.org/ ...
【网站架构】一招搞定90%的分布式事务，实打实介绍数据库事务、分布式事务的工作原理应用场景
大家好,欢迎来到停止重构的频道.本期,我们来聊一下数据库事务以及分布式事务. 大家都在强调事务的重要性,而分布式事务也说是微服务必备的.但又说事务会影响性能,分布式事务更是很复杂的东西.使得大家都很迷 ...
mysql 事务排他锁_[数据库事务与锁]详解六: MySQL中的共享锁与排他锁
注明: 本文转载自http://www.hollischuang.com/archives/923 在MySQL中的行级锁,表级锁,页级锁中介绍过,行级锁是Mysql中锁定粒度最细的一种锁,行级锁能大 ...
简单理解mysql事务_如何理解数据库事务中的一致性的概念？
比较支持@Kai Peng 的答案,只是缺少例子说明. 而其他一些人的答案甚至有明显的错误.最近正好也在研究这方面的东西,不算是回答,就是跟大家讨论讨论. 首先,我们需要搞清楚为什么会出现事务.[1] ...
mysql 事务补偿_TCC补偿性策略_彻底学习数据库事务 seata分布式事务共享排它锁死锁索引 Spring事务隔离级别等_MySQL视频-51CTO学院...
课程总计41课时,从什么是事务讲起,直到分布式事务解决方案,很的0基础基础与提升系列课程.对于难以理解的知识点,全部用画图+实战的方式讲解. 彻底明白事务的四个特性:原子性.一致性.隔离性.持久性,用 ...

事务第02讲：数据库事务(MySQL)