Isolation
Transaction
简单来说,事务就是要保证一组数据库操作,要么全部成功,要么全部失败。在 MySQL 中,事务支持是在引擎层实现的。
MySQL是一个支持多引擎的系统,但并不是所有的引擎都支持事务。
隔离性与隔离级别
隔离性(Isolation)
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。
隔离性与执行效率的平衡点
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
* 读未提交(read uncommitted)
读未提交是指,一个事务还没提交时,它做的变更就能被别的事务看到。
* 读提交(read committed)
读提交是指,一个事务提交之后,它做的变更才会被其他事务看到。
* 可重复读(repeatable read)
可重复读是指,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。
* 串行化(serializable )
串行化,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。
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);
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。不同的隔离级别下,数据库行为是有所不同的。
# 读未提交
v1、v2、v3 均为2
直接返回记录上的最新值,没有视图概念
# 读提交
v1 为1,v2、v3 为2
视图是在每个 SQL 语句开始执行的时候创建的。
# 可重复读(MySQL 默认的事务隔离级别)
v1、v2为1,v3 为2
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。
解决了脏读、不可重复读的问题。
存在幻读问题:使用 MySQL 自带的 MMVC 机制,实现可重复读。
# 串行化
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。
隔离级别下直接用加锁的方式来避免并行访问
### 事务隔离级别导致的问题
* 脏读:事务中的修改即使还未提交,其他事务也能看见。(事务可以读取到其他事务未提交的数据)
* 不可重复读:同一个事务前后多次读取,不能读到相同的数据内容。(中间另一个事务也操作了该同一数据)
* 幻读:当某个事务在读取某个范围的记录时,另一个事务又在该范围内插入了新的记录,当之前的事务再次读取该范围的记录时,发现两次不一样,产生幻读。
# 幻读和不可重复读的区别
前者是一个范围,后者是本身,从总的结果来看,两者都表现为两次读取的结果不一致。
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 | REPEATABLE-READ |
+-----------------------+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)
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。
事务隔离的实现
在 MySQL 中,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。
回滚日志什么合适删除?
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。
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。由于这些事务随时可能访问数据库里面的任何数据,所以在这个事务提交之前,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。
事务的启动方式
实际开发中应尽量规避 长事务
的风险,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。
* 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。
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。
建议使用 set autocommit=1, 通过显式语句的方式来启动事务。
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。
mysql> select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60;
Empty set (0.00 sec)