mysql学习笔记---数据库的事务和隔离级别
1.什么是事务
数据库事务：（database transaction）: 事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元，一组事务中的SQL语句要不全部执行成功功；如果其中某一条执行失败，则这组SQL语句中已经执行的语句会回滚到这组SQL语句执行之前的状态。
事务处理，可以确保非事务性单元的多个操作都能成功完成，否则不会更新数据资源。
数据库默认事务是自动提交的， 也就是发一条 sql 它就执行一条。如果想多条 sql 放在一个事务中执行，则需要使用事务进行处理。
当我们开启一个事务，并且没有提交，可以使用 rollback 命令手动回滚事务。
提到事务，你肯定会想到 ACID（Atomicity、Consistency、Isolation、Durability，即原子性、一致性、隔离性、持久性
ACID特性 A：atomicity原子性；整个事务中的所有操作要么全部成功执行，要么全部失败后回滚。 C：consistency一致性；数据库总是从一个一致性状态转换为另一个一致性状态。 I：Isolation隔离性；一个事务所做出的操作在提交之前，是不能为其它事务所见；隔离有多种隔离级别，实现并发。 D：durability持久性；一旦事务提交，其所做的修改会永久保存于数据库中。
事务日志
由于直接对源表进行修改当服务器突然掉电可能会导致源表数据被损坏,因此可以将修改先记录事务信息，后根据事务日志信息再对源表实现undo,redo等故障恢复功能 redo:将事务日志中已经commit的事务进行复现操作，即对源表进行修改。 undo:将事务日志中未commit的事务进行rollback(回滚，撤销)操作，这些操作将不会对源表进行修改。
当数据库上有多个事务同时执行的时候，就可能出现脏读（dirty read）、不可重复读（non-repeatable read）、幻读（phantom read）的问题，为了解决这些问题，就有了“隔离级别”的概念。
在谈隔离级别之前，你首先要知道，你隔离得越严实，效率就会越低。因此很多时候，我们都要在二者之间寻找一个平衡点。
SQL 标准的事务隔离级别包括：
- 读未提交（read uncommitted）： 一个事务还没提交时，它做的变更就能被别的事务看到，因为事务还没提交，所以我们认为其他用户或进程读到的数据就是一个不准确的数据，通常我们把这种叫脏读；
- 读提交（read committed）： 一个事务提交之后，它做的变更才会被其他事务看到。通常这种我们叫不可重复读，不可重复读表示在其他事务中，读到的数据是根据事务A是否提交有关系
- 可重复读（repeatable read）： 一个事务执行过程中看到的数据，总是跟这个事务在启动时看到的数据是一致的，当然在可重复读隔离级别下，未提交变更对其他事务也是不可见的。这表示在A事务中修改后的数据，在B中事务上不可见的，即便A中事务已经提交，B中事务没有提交，那么在B中的事务中读到的还是A事务修改前的数据；只有当事务B结束后才能读到A事务修改后的数据；所以通常我们把这种方式也叫幻读，给人一种幻觉的感觉
- 串行化（serializable ）：顾名思义是对于同一行记录，“写”会加“写锁”，“读”会加“读锁”。当出现读写锁冲突的时候，后访问的事务必须等前一个事务执行完成，才能继续执行，这种隔离级别是最高的，但同时并发访问也是最差的，
假设数据表 T 中只有一列，其中一行的值为 1，下面是按照时间顺序执行两个事务的行为。
mysql> create table T(c int) engine=InnoDB; insert into T(c) values(1);
我们来看看在不同的隔离级别下，事务 A 会有哪些不同的返回结果，也就是图里面 V1、V2、V3 的返回值分别是什么。
- 若隔离级别是“读未提交”， 则 V1 的值就是 2。这时候事务 B 虽然还没有提交，但是结果已经被 A 看到了。因此，V2、V3 也都是 2。
- 若隔离级别是“读提交”，则 V1 是 1，V2 的值是 2。事务 B 的更新在提交后才能被 A 看到。所以， V3 的值也是 2。
- 若隔离级别是“可重复读”，则 V1、V2 是 1，V3 是 2。之所以 V2 还是 1，遵循的就是这个要求：事务在执行期间看到的数据前后必须是一致的。
- 若隔离级别是“串行化”，则在事务 B 执行“将 1 改成 2”的时候，会被锁住。直到事务 A 提交后，事务 B 才可以继续执行。所以从 A 的角度看， V1、V2 值是 1，V3 的值是 2。
在实现上，数据库里面会创建一个视图，访问的时候以视图的逻辑结果为准。在“可重复读”隔离级别下，这个视图是在事务启动时创建的，整个事务存在期间都用这个视图。
在“读提交”隔离级别下，这个视图是在每个 SQL 语句开始执行的时候创建的。这里需要注意的是，“读未提交”隔离级别下直接返回记录上的最新值，没有视图概念；而“串行化”隔离级别下直接用加锁的方式来避免并行访问。
我们可以看到在不同的隔离级别下，数据库行为是有所不同的。Oracle 数据库的默认隔离级别其实就是“读提交”，因此对于一些从 Oracle 迁移到 MySQL 的应用，为保证数据库隔离级别的一致，你一定要记得将 MySQL 的隔离级别设置为“读提交”。
配置的方式是，将启动参数 transaction-isolation 的值设置成 READ-COMMITTED。你可以用 show variables 来查看当前的值。
mysql> show variables like 'transaction_isolation'; +-----------------------+----------------+ | Variable_name | Value | +-----------------------+----------------+ | transaction_isolation | READ-COMMITTED | +-----------------------+----------------+
或者
MariaDB [performance_schema]> show variables like 'tx_isolation'; +---------------+-----------------+ | Variable_name | Value | +---------------+-----------------+ | tx_isolation | REPEATABLE-READ | +---------------+-----------------+ 1 row in set (0.001 sec)
总结来说，存在即合理，每种隔离级别都有自己的使用场景，你要根据自己的业务情况来定。
你可能会问那什么时候需要“可重复读”的场景呢？我们来看一个数据校对逻辑的案例。
假设你在管理一个个人银行账户表。一个表存了账户余额，一个表存了账单明细。到了月底你要做数据校对，也就是判断上个月的余额和当前余额的差额，是否与本月的账单明细一致。
你一定希望在校对过程中，即使有用户发生了一笔新的交易，也不影响你的校对结果。这时候使用“可重复读”隔离级别就很方便。事务启动时的视图可以认为是静态的，不受其他事务更新的影响。
事务隔离的实现
理解了事务的隔离级别，我们再来看看事务隔离具体是怎么实现的。
这里我们展开说明“可重复读”。在 MySQL 中，实际上每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作。记录上的最新值，通过回滚操作，都可以得到前一个状态的值。
假设一个值从 1 被按顺序改成了 2、3、4，在回滚日志里面就会有类似下面的记录。
当前值是 4，但是在查询这条记录的时候，不同时刻启动的事务会有不同的 read-view。如图中看到的，在视图 A、B、C 里面，这一个记录的值分别是 1、2、4，同一条记录在系统中可以存在多个版本，
就是数据库的多版本并发控制（MVCC）。对于 read-view A，要得到 1，就必须将当前值依次执行图中所有的回滚操作得到。
同时你会发现，即使现在有另外一个事务正在将 4 改成 5，这个事务跟 read-view A、B、C 对应的事务是不会冲突的。
你一定会问，回滚日志总不能一直保留吧，什么时候删除呢？答案是，在不需要的时候才删除。也就是说，系统会判断，当没有事务再需要用到这些回滚日志时，回滚日志会被删除
什么时候才不需要了呢？就是当系统里没有比这个回滚日志更早的 read-view 的时候。
基于上面的说明，我们来讨论一下为什么建议你尽量不要使用长事务。
长事务意味着系统里面会存在很老的事务视图。由于这些事务随时可能访问数据库里面的任何数据，所以这个事务提交之前，数据库里面它可能用到的回滚记录都必须保留，这就会导致大量占用存储空间。
在 MySQL 5.5 及以前的版本，回滚日志是跟数据字典一起放在 ibdata 文件里的，即使长事务最终提交，回滚段被清理，文件也不会变小。我见过数据只有 20GB，而回滚段有 200GB 的库。
最终只好为了清理回滚段，重建整个库。除了对回滚段的影响，长事务还占用锁资源，也可能拖垮整个库，这个我们会在后面讲锁的时候展开。
除了对回滚段的影响，长事务还占用锁资源，也可能拖垮整个库
事务的启动方式
如前面所述，长事务有这些潜在风险，建议你尽量避免。其实很多时候业务开发同学并不是有意使用长事务，通常是由于误用所致。MySQL 的事务启动方式有以下几种：
- 显式启动事务语句， begin 或 start transaction。配套的提交语句是 commit，回滚语句是 rollback。
-
START TRANSACTION | BEGIN [WORK] 开启事务 COMMIT [WORK] [AND [NO] CHAIN] [[NO] RELEASE] 提交当前事务，执行永久操作。 ROLLBACK [WORK] [AND [NO] CHAIN] [[NO] RELEASE] 回滚当前事务到开始点，取消上一次开始点后的所有操作。 SAVEPOINT 名称 折返点
-
- set autocommit=0，这个命令会将这个线程的自动提交关掉。意味着如果你只执行一个 select 语句，这个事务就启动了，而且并不会自动提交。这个事务持续存在直到你主动执行 commit 或 rollback 语句，或者断开连接。
SET AUTOCOMMIT命令语法：
SET AUTOCOMMIT = {0 | 1}
需要注意的是，MySQL/MariaDB中只有INNODB和BDB类型的数据表才能支持事务处理！另外一种常用的数据库引擎MyISAM是不支持事务操作的。
有些客户端连接框架会默认连接成功后先执行一个 set autocommit=0 的命令。这就导致接下来的查询都在事务中，如果是长连接，就导致了意外的长事务。
但是有的人会纠结“多一次交互”的问题。对于一个需要频繁使用事务的业务，第二种方式每个事务在开始时都不需要主动执行一次 “begin”，减少了语句的交互次数。如果你也有这个顾虑，建议你使用 commit work and chain 语法
在 autocommit 为 1 的情况下，用 begin 显式启动的事务，如果执行 commit 则提交事务。如果执行 commit work and chain，则是提交事务并自动启动下一个事务，
这样也省去了再次执行 begin 语句的开销。同时带来的好处是从程序开发的角度明确地知道每个语句是否处于事务中
你可以在 information_schema 库的 innodb_trx 这个表中查询长事务，比如下面这个语句，用于查找持续时间超过 60s 的事务。
select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60
小结：
1、务的特性：原子性、一致性、隔离性、持久性
2、多事务同时执行的时候，可能会出现的问题：脏读、不可重复读、幻读
3、事务隔离级别：读未提交、读提交、可重复读、串行化
4、不同事务隔离级别的区别：
读未提交：一个事务还未提交，它所做的变更就可以被别的事务看到
读提交：一个事务提交之后，它所做的变更才可以被别的事务看到
可重复读：一个事务执行过程中看到的数据是一致的。未提交的更改对其他事务是不可见的
串行化：对应一个记录会加读写锁，出现冲突的时候，后访问的事务必须等前一个事务执行完成才能继续执行
5、配置方法：启动参数transaction-isolation
6、事务隔离的实现：每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作。同一条记录在系统中可以存在多个版本，这就是数据库的多版本并发控制（MVCC）。
7、回滚日志什么时候删除？系统会判断当没有事务需要用到这些回滚日志的时候，回滚日志会被删除。
8、什么时候不需要了？当系统里么有比这个回滚日志更早的read-view的时候。
9、为什么尽量不要使用长事务。长事务意味着系统里面会存在很老的事务视图，在这个事务提交之前，回滚记录都要保留，这会导致大量占用存储空间。除此之外，长事务还占用锁资源，可能会拖垮库。
10、事务启动方式：一、显式启动事务语句，begin或者start transaction,提交commit，回滚rollback；二、set autocommit=0，该命令会把这个线程的自动提交关掉。这样只要执行一个select语句，事务就启动，并不会自动提交，直到主动执行commit或rollback或断开连接。
11、建议使用方法一，如果考虑多一次交互问题，可以使用commit work and chain语法。在autocommit=1的情况下用begin显式启动事务，如果执行commit则提交事务。如果执行commit work and chain则提交事务并自动启动下一个事务。
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：我的事务尚未提交，别人就别想改数据。
这4种隔离级别，并行性能依次降低，安全性依次提高
