MySQL—事务

一、事务的概念

事务由单独单元的一个或多个SQL语句组成，在这个单元中，每个MySQL语句是相互依赖的。而整个单独单元作为一个不可分割的整体，如果单元中某条SQL语句一旦执行失败或产生错误，整个单元将会回滚。所有受到影响的数据将返回到事物开始以前的状态；如果单元中的所有SQL语句均执行成功，则事物被顺利执行。

二、MySQL中的存储引擎以及支持事务和不支持事务的存储引擎

1、存储引擎的概念：在mysql中的数据用各种不同的技术存储在文件（或内存）中。这些技术中的每一种技术都使用不同的存储机制，索引技巧，并且最终提供广泛的不同的功能和能力。可以通过选择不同的技术，可以获得额外的速度或功能，从而改善应用的整体功能。

2、这些不同的技术以及配套的相关功能在mysql中被称为存储引擎（也称为表类型）。

3、通过show engines，来查看mysql支持的存储引擎。

4、在mysql中用的最多的存储引擎有：innodb，bdb，myisam ,memory 等。其中innodb和bdb支持事务而myisam等不支持事务。

mysql中支持事务的存储引擎有innoDB和NDB。innoDB是mysql默认的存储引擎，默认的隔离级别是RR，并且在RR的隔离级别下更进一步，通过多版本并发控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control ）解决不可重复读问题，加上间隙锁（也就是并发控制）解决幻读问题。因此innoDB的RR隔离级别其实实现了串行化级别的效果，而且保留了比较好的并发性能。

三、事务的四个属性

1. A(atomicity) 原子性：

事务是由一个或一组相互关联的SQL语句组成，这些语句被认为是一个不可分割的单元。事务里面的操作，要么全部成功执行，要么全部失败回滚，不可以只执行其中的一部分。

2. C(consistency) 一致性：

一个事务的执行不应该破坏数据库的完整性约束。对于数据库的修改是一致的，即多个用户查的的数据是一样的。一致性主要由mysql的日志机制处理，他记录数据的变化，为事务恢复提供跟踪记录。

3. I(isolation) 隔离性：

每个事务都有自己的空间，和其他发生在系统中的事务隔离开来，而且事务的结果只在他完全被执行时才能看到。通常来说，事务之间的行为不应该互相影响。然而实际情况中，事务相互影响的程度受到隔离级别的影响。

4. D(durability) 持久性：

事务提交之后，需要将提交的事务持久化到磁盘。即使系统崩溃，提交的数据也不应该丢失。但提交了这个事务之后对数据的修改更新就是永久的。当一个事务完成，数据库的日志已经被更新时，持久性即可发挥其特有的 功效，在mysql中，如果系统崩溃或者数据存储介质被破坏，通过日志，系统能够恢复在重启前进行的最后一次成功更新，可以反应系统崩溃时处于执行过程的事物的变化。

四、事务的创建及生存周期

对于支持事务的存储引擎，一个事务的周期：

1、在创建事务的过程中，用户需要创建一个innodb或bdb类型的数据表，其基本命令结构如下：

                                                 create  table table_name  (file  defintions)  type=innodb/bdb;

2、对表类型进行修改：alert  table table-name  type =innodb/bdb;

3、事务的整个过程：use  databases;   //使用某个数据库

                                  start transaction ;   //开始事务 、这里也可以使用 begin、beginwork

                                  insert  into stu1 values('',  );   //进行相关的操作

                                   commit    //提交事物

                                  rollback   //撤销事务（事务回滚）

五、事务并发会产生的问题

1、第一类丢失更新：在没有事务隔离的情况下，两个事务都同时更新一行数据，但是第二个事务却中途失败退出， 导致对数据的两个修改都失效了。

2、脏读：脏读就是指当一个事务正在访问数据，并且对数据进行了修改，而这种修改还没有提交到数据库中，这时，另外一个事务也访问这个数据，然后使用了这个数据。

3、不可重复读：是指在一个事务内，多次读同一数据。在这个事务还没有结束时，另外一个事务也访问该同一数据。那么，在第一个事务中的两次读数据之间，由于第二个事务的修改，那么第一个事务两次读到的的数据可能是不一样的。这样就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的，因此称为是不可重复读。

4、第二类丢失更新：不可重复读的特例。有两个并发事务同时读取同一行数据，然后其中一个对它进行修改提交，而另一个也进行了修改提交。这就会造成第一次写操作失效。

5、幻读：是指当事务不是独立执行时发生的一种现象，例如第一个事务对一个表中的数据进行了修改，这种修改涉及到表中的全部数据行。同时，第二个事务也修改这个表中的数据，这种修改是向表中插入一行新数据。那么，以后就会发生操作第一个事务的用户发现表中还有没有修改的数据行，就好象发生了幻觉一样。

提醒：

不可重复读的重点是修改，同样的条件，你读取过的数据，再次读取出来发现值不一样了

幻读的重点在于新增或者删除，同样的条件，第 1 次和第 2 次读出来的记录数不一样

五、事务的四种隔离级别

事务的隔离级别可以认为是事务的"自私"程度，它定义了事务之间的可见性。隔离级别分为以下几种：

1.READ UNCOMMITTED(未提交读)。在RU的隔离级别下，事务A对数据做的修改，即使没有提交，对于事务B来说也是可见的，这种问题叫脏读。这是隔离程度较低的一种隔离级别，在实际运用中会引起很多问题，因此一般不常用。

2.READ COMMITTED(提交读)。在RC的隔离级别下，不会出现脏读的问题。事务A对数据做的修改，提交之后会对事务B可见，举例，事务B开启时读到数据1，接下来事务A开启，把这个数据改成2，提交，B再次读取这个数据，会读到最新的数据2。在RC的隔离级别下，会出现不可重复读的问题。这个隔离级别是许多数据库的默认隔离级别。

3.REPEATABLE READ(可重复读)。在RR的隔离级别下，不会出现不可重复读的问题。事务A对数据做的修改，提交之后，对于先于事务A开启的事务是不可见的。举例，事务B开启时读到数据1，接下来事务A开启，把这个数据改成2，提交，B再次读取这个数据，仍然只能读到1。在RR的隔离级别下，会出现幻读的问题。幻读的意思是，当某个事务在读取某个范围内的值的时候，另外一个事务在这个范围内插入了新记录，那么之前的事务再次读取这个范围的值，会读取到新插入的数据。Mysql默认的隔离级别是RR，然而mysql的innoDB引擎间隙锁成功解决了幻读的问题。

4.SERIALIZABLE(可串行化)。可串行化是最高的隔离级别。这种隔离级别强制要求所有事物串行执行，在这种隔离级别下，读取的每行数据都加锁，会导致大量的锁征用问题，性能最差。

隔离级别发生脏读不可重复读发生幻读加锁读未提交读是是是否提交读否是是否可重复读否否是否可串行化否否否是

六、事务日志

1、redo log

在innoDB的存储引擎中，事务日志通过重做(redo)日志和innoDB存储引擎的日志缓冲(InnoDB Log Buffer)实现。事务开启时，事务中的操作，都会先写入存储引擎的日志缓冲中，在事务提交之前，这些缓冲的日志都需要提前刷新到磁盘上持久化，这就是DBA们口中常说的“日志先行”(Write-Ahead Logging)。当事务提交之后，在Buffer Pool中映射的数据文件才会慢慢刷新到磁盘。此时如果数据库崩溃或者宕机，那么当系统重启进行恢复时，就可以根据redo log中记录的日志，把数据库恢复到崩溃前的一个状态。未完成的事务，可以继续提交，也可以选择回滚，这基于恢复的策略而定。

在系统启动的时候，就已经为redo log分配了一块连续的存储空间,以顺序追加的方式记录Redo Log,通过顺序IO来改善性能。所有的事务共享redo log的存储空间，它们的Redo Log按语句的执行顺序，依次交替的记录在一起。

2、undo log

undo log主要为事务的回滚服务。在事务执行的过程中，除了记录redo log，还会记录一定量的undo log。undo log记录了数据在每个操作前的状态，如果事务执行过程中需要回滚，就可以根据undo log进行回滚操作。单个事务的回滚，只会回滚当前事务做的操作，并不会影响到其他的事务做的操作。

七、分布式事务

分布式事务的实现方式有很多，既可以采用innoDB提供的原生的事务支持，也可以采用消息队列来实现分布式事务的最终一致性。这里我们主要聊一下innoDB对分布式事务的支持。

如图，mysql的分布式事务模型。模型中分三块：应用程序（AP）、资源管理器（RM）、事务管理器（TM）。

应用程序定义了事务的边界，指定需要做哪些事务；

资源管理器提供了访问事务的方法，通常一个数据库就是一个资源管理器；

事务管理器协调参与了全局事务中的各个事务。

分布式事务采用两段式提交（two-phase commit）的方式。第一阶段所有的事务节点开始准备，告诉事务管理器ready。第二阶段事务管理器告诉每个节点是commit还是rollback。如果有一个节点失败，就需要全局的节点全部rollback，以此保障事务的原子性。

八、InnoDB引擎的锁机制

以InnoDB为主介绍锁，是因为InnoDB支持事务，支持行锁和表锁用的比较多，Myisam不支持事务，只支持表锁.

• 共享锁（S）：允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。
• 排他锁（X)：允许获得排他锁的事务更新数据，阻止其他事务取得相同数据集的共享读锁和排他写锁。
• 意向共享锁（IS）：事务打算给数据行加行共享锁，事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。
• 意向排他锁（IX）：事务打算给数据行加行排他锁，事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。

说明：

1）共享锁和排他锁都是行锁，意向锁都是表锁，但是却表示事务正在读或者写一行记录，而不是整个表。应用中我们只会使用到共享锁和排他锁，意向锁是mysql内部使用的，不需要用户干预。

2）对于UPDATE、DELETE和INSERT语句，InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁（X)；对于普通SELECT语句，InnoDB不会加任何锁，事务可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁。

共享锁（S）：SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE。

排他锁（X)：SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE。

3）InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的，因此InnoDB这种行锁实现特点意味着：只有通过索引条件检索数据，InnoDB才使用行级锁，否则，InnoDB将使用表锁！。