MySQL学习笔记——事务和隔离级别

2016-03-17

tonglin0325

ACID
InnoDB引擎如何保证ACID
MySQL数据库隔离级别
脏读、幻读与不可重复读

ACID#

ACID 是数据库事务管理的四个关键属性，用于确保数据在并发环境下的可靠性和一致性。

1.Atomicity（原子性）#

原子性指的是一个事务中的所有操作要么全部执行成功，要么全部不执行。换句话说，事务是不可分割的最小单位。ACID模型的原子性主要涉及InnoDB事务。

例如，在银行转账操作中，假设从账户 A 转账到账户 B 是一个事务。如果在从 A 扣款后，B 未能成功入账，整个操作就会回滚到初始状态，A 账户的余额也不会减少。

2.Consistency（一致性）#

数据库通常有各种完整性约束，如主键约束（Primary Key Constraint）、外键约束（Foreign Key Constraint）、唯一性约束（Unique Constraint）、检查约束（Check Constraint）等。一致性要求在事务执行之前和之后，这些约束必须始终满足。

例如，假设数据库要求每个用户的余额不能为负数，如果一个事务试图将用户的余额更新为负数，该事务将会失败并回滚，因为它违反了数据库的一致性约束。

3.Isolation（隔离性）#

隔离性指的是在并发环境下，各个事务相互隔离执行，事务的中间状态对其他事务是不可见的。这意味着每个事务的执行应该不会受到其他事务的影响。

数据库通过使用锁和其他并发控制机制来实现隔离性。例如，在两个事务同时试图更新同一条记录的情况下，数据库会确保这些事务不会相互干扰，一个事务必须在另一个事务完成之前等待。

4.Durability（持久性）#

持久性指的是一旦事务提交，数据库系统必须确保事务的结果被永久保存下来，即使在系统崩溃或断电的情况下也是如此。

这通常通过将事务的更改写入持久存储（如硬盘）来实现。例如，如果一个银行转账事务已经提交，即使服务器随后崩溃了，系统在恢复后仍然能保证该事务的结果是持久的，转账操作已被正确记录。

参考：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/mysql-acid.html

InnoDB引擎如何保证ACID#

原子性是通过 undo log（回滚日志）来保证的；
持久性是通过 redo log （重做日志）来保证的；
隔离性是通过 MVCC（多版本并发控制）或锁机制来保证的；
一致性则是通过持久性+原子性+隔离性来保证；

MySQL数据库隔离级别#

可以使用如下命令查看MySQL的隔离级别，可重复读(Repeated Read)是****InnoDB的默认隔离级别

mysql> SELECT @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ         |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
+-----------------------+-----------------+
| Variable_name         | Value           |
+-----------------------+-----------------+
| transaction_isolation | REPEATABLE-READ |
+-----------------------+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'tx_isolation'; # 从 MySQL 5.7.20 和 8.0.3 开始，tx_isolation 已被弃用，推荐使用 transaction_isolation
+---------------+-----------------+
| Variable_name | Value           |
+---------------+-----------------+
| tx_isolation  | REPEATABLE-READ |
+---------------+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

在数据库操作中，为了有效保证并发读取数据的正确性，提出的事务隔离级别。我们的数据库锁，也是为了构建这些隔离级别存在的。总共有4种：

**1.未提交读(Read Uncommitted)**：允许脏读，也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数据

**2.提交读(Read Committed)**：只能读取到已经提交的数据。Oracle等多数数据库默认都是该级别 (不重复读)

3.可重复读(Repeated Read)：可重复读。在同一个事务内的查询都是事务开始时刻一致的，是****InnoDB的默认隔离级别。在SQL标准中，该隔离级别消除了不可重复读，但是还存在幻象读

4.串行读(Serializable)：完全串行化的读，每次读都需要获得表级共享锁，读写相互都会阻塞

参考美团点评的文章：Innodb中的事务隔离级别和锁的关系

脏读、幻读与不可重复读#

脏读（dirty read）：所谓脏读是指一个事务中访问到了另外一个事务未提交的数据

幻读（phantom read）：在同一个事务中两次执行相同的查询，得到的记录数却因为其他事务的插入操作而不同。

具体来说，当一个事务 T1 多次查询满足某个条件的数据集时，另一个事务 T2 在两次查询之间插入了新的数据行，导致第二次查询返回了更多的行，这些新行就是“幻影”数据。

不可重复读（non-repeatable read）：一个事务内，读取同一条记录2次，得到的数据不一致，说明发生了不可重复读。

在可重复读隔离级别下，不会产生不可重复读：因为对每一行数据的读取会加上行级锁，这确保了在该事务进行期间，这些行不会被其他事务修改。

参考：脏读、幻读与不可重复读

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