事务

一、事务的介绍

事务：表示操作集合，不可分割，要么全部成功，要么全部失败

事务的开始取决于一个DML语句

事务的结束：

　　1、正常的commit或者rollback

　　2、自动提交，一般情况下进行关闭操作，效率太低

　　3、用户关闭会话之后会自动提交事务

　　4、系统崩溃或断电的时候会回滚事务

注意：在mysql常用的存储引擎中只有InnoDB支持事务

二、事务的四个特性（ACID）

1、原子性：一个操作集合（事务）要么全部成功，要么全部失败

　　　　　　原子性是通过undo log实现的。在操作数据之前会将数据备份到undo log中。当前行的历史版本数据在undolog中

　　　　　　当delete一条数据时，undo log中会记录一条add操作；

　　　　　　当add一条数据时，undo log中会记录一条delete操作；

　　　　　　当update一条语句时，undo log中会记录一条相反的update语句；

2、一致性：保证数据的一致性，经过n多个操作之后，数据的状态不会改变（转账时总金额不会改变）

3、隔离性：各个事务之间不会产生影响。严格的隔离性会降低效率，某些情况下会降低隔离级别来提高效率

　　　　　　隔离性中有四个隔离级别，隔离级别是通过锁机制完成的

4、持久性：所有数据的修改都必须持久化到存储介质，不会因为程序的关闭而导致数据的丢失

　　　　　　持久性是通过redo log实现的。当数据发生修改的时候，innodb引擎会先将记录写道redo log中并更新内存，此时更新算是完成了，同时innodb引擎会在合适的时机将记录操作到磁盘中

　　注意：数据库所有特性中都是为了保证数据的一致性

三、锁的机制

为了解决在并发访问的时候，数据不一致的问题，需要给数据加锁

加锁的同时需要考虑‘粒度’的问题：

　　操作对象有：①数据库

　　　　　　　　②表

　　　　　　　　③行

　　一般情况下，锁的粒度越小，效率越高，粒度越大，效率越低

四、事务的隔离级别

利用mysql数据库命令行进行模拟：

　　①开启两个命令窗口

　　②关闭事务自动提交：set autocommit = 0(select @@autocommit查看事务是否自动提交，1为开启，0为关闭)

　　注意：autocommit在不考虑隔离级别的时候主要针对增删改操作，不针对表创建

　　　　　在一个事务中创建表，即使没有commit，另一个事务中也可以找到对应表名

　　③准备测试数据

　　　　创建数据库：create database tran;

　　　　切换数据库(两个窗口都执行)：use tran;

　　　　创建表：create table psn(id int primary key,name varchar(10)) engine=innodb;

　　　　插入数据：insert into psn values(1,'zhangsan');

　　　　insert into psn values(2,'lisi');

　　　　insert into psn values(3,'wangwu');

　　　　commit;

1、读未提交：会造成脏读

　　A:set session transaction isolation level read uncommitted.

       设置当前会话    事务       隔离      级别  读未提交

　　　　start transaction;  开启一项新的事务

 

　　B:set session transaction isolation level read uncommitted.

　　　start transaction; 

       A:select * from psn;

　　B:select * from psn;　　这时两个窗口数据一致

　　A:update psn set name = 'x'

　　A:select * from psn;　　发现数据已经修改

　　B:select * from psn;　　发现数据已经修改，但此时A窗口中事务未提交

解释：A事务并未提交事务，但此时B窗口已经读到未提交的事务

2、读已提交：会造成不可重复读

　　A:set session transaction isolation level read committed.

       设置当前会话    事务       隔离      级别  读已提交

　　　　start transaction;  开启一项新的事务

　　B:set session transaction isolation level read committed.

　　　start transaction; 

       A:select * from psn;

　　B:select * from psn;　　这时两个窗口数据一致

　　A:update psn set name = 'y' where id = 1;　　此时A窗口中数据发生改变

　　B:select * from psn;　　此时B窗口中数据未发生改变，屏蔽了脏读的情况

　　A:commit;

　　B:select * from psn;　　此时数据已经改变

解释：在B窗口内，出现了情况不相同的两种数据情况。

　　　相当于你去银行取钱，在插卡的时间内，10点显示你的余额有1000，10点05分显示你的余额有500，在这期间你的银行卡是未拔出的。这是不合理的。

　　若此时B窗口在提交事务后进行查询，则会显示正常数据。

3、可重复读：会造成幻读，只在插入和删除的时候会产生

　　A:set session transaction isolation level repeatable read;

       设置当前会话    事务       隔离      级别    可重复读

　　　　start transaction;  开启一项新的事务

　　B:set session transaction isolation level repeatable read;

　　　start transaction; 

       A:select * from psn;

　　B:select * from psn;　　这时两个窗口数据一致

　　A:update psn set name = 'y' where id = 2;　　此时A窗口中数据发生改变

　　　commit;

　　B:select * from psn;　　此时B窗口中数据未发生改变，屏蔽了不可重复读的情况

　　　commit;

　　A:start transation;

　　B:start transation;

　　A:select * from psn;

　　B:select * from psn;　　此时数据一致性

　　A:insert into psn values(4,'e');

　　　commit;

　　B:select * from psn;　　发现无id为4的数据

　　B:insert into psn values(4,'e');　　在B窗口中执行A窗口中的插入语句，报错主键重复

解释：在B窗口中执行A窗口中的插入语句，报错主键重复，说明此时B窗口中已经查到id为4的数据，但未显示

4、序列化

　　给所有select语句中都加入了lock in share mode，性能很低

 五、保证事务的一致性-MVCC

MVCC--->多版本并发控制

本质上是保证读写操作之间没有冲突

当前读：读取为最新版本数据，共享锁、排他锁都是读取的最新版本

快照读：读取为历史版本数据。提高数据库并发查询能力

MVCC实现原理

MVCC实现原理主要依赖三个隐式字段、undolog、readView来实现

隐式字段：

　　DB_TRX_ID：事务id，最近修改日志的id，与行绑定

　　DB_ROLL_PTR：回滚指针，当回滚时指向上一个事务

　　DB_ROW_ID：如果数据没有主键，那么innodb会生成一个6字节的row_id

DB_ROW_ID和Innodb中row_id联系：Innodb为聚簇索引，当插入一条数据时要和主键绑定，有主键用主键，无主键用唯一键，若都没有，会自动生成6字节的row_id与row_id绑定

ReadView

最大作用是做可见性判断，把各个版本的DB_TRX_ID取出

ReadView属性

trx_list：一个数值列表，用来维护ReadView生成时刻系统正在活跃的事务id

up_limit_id：记录trx_list中最小id

low_limit_id：ReadView生成时刻系统尚未分配的下一个事务id

RC与RR隔离级别在InnoDB快照读有什么不同？

RC隔离级别下：ReadView视图生成的时间是执行查询的sql语句之前，每一次进行快照读都会生成新的readview

RR隔离级别下：ReadView视图生成的时间是在事务开始后就会立刻生成，每一次进行快照读都会沿用之前的readview

如果要解决读一致性问题，保证事务中前后两次读取数据结果一致，实现事务隔离，应该怎么做？

　　生成一个数据请求时间点的一致性数据快照，并用这个快照来提供一定级别的一致性读取（MVCC）

1、MVCC产生的效果：建立了一个快照，同一个事务无论查多少次都是相同的数据

2、一个事务能看到的版本

　　①第一次查询之前已经提交的事务的修改

　　②本事务的修改

3、一个事务不能看见的数据版本

　　①在本事务第一次查询之后创建的事务（事务ID比我的事务ID大）

　　②活跃的（未提交的）事务的修改

六、面试题：在InnoDB引擎下，如何在隔离级别为可重复读下，解决幻读

　　在隔离级别为可重复读的情况下，使用MVCC+临键锁解决幻读

　　注意：在只有快照读时不会产生幻读问题，在当前读和快照读同时出现才会出现幻读问题

事务A：select *  from tab;

事务B：select *  from tab;

　　　　此时查询结果相同

事务B：insert into tab values(xxx);

事务A：select * from tabl;　　不会查到新插入的xxx，因为事务A使用的是之前产生的快照读

 

事务A：update tab set value = yyy where id =1;　　

事务A：select * from tab;　　此时查询结果会出现事务B插入的xxx，因为读取的是当前读，即为最新的数据

这就模拟了幻读问题

解决方法：

　　事务A：select * from tab where 条件 for update;　　此时已经给索引加锁

　　事务B：insert into tab values(nnn);　　此时会进行等待，事务B被阻塞，只有在事务A被提交后事务B才会执行

七、如果数据库发生死锁，如何定位是哪条sql产生的死锁