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文章目录
- 1. 事务定义
- 2. 事务特性（ACID）
- 3. 事务并发问题
- 4. 事务隔离级别
- 5. 基础命令
- 6. 脏读复现
- 7. 不可重复读复现
- 8. 幻读复现
- 8.1 幻读疑问
- 8.2 MVCC
- 8.3 快照读
- 8.4 当前读
- 8.5 幻读再次复现
- 9. 大事务问题
- 总结
1. 事务定义
MySQL事务是指一系列数据库操作（例如INSERT、UPDATE、DELETE等）被作为一个单独的执行单元来执行的过程。事务可以确保数据库在并发环境下的数据一致性和完整性，并支持原子性、一致性、隔离性和持久性的特性（也称为ACID特性）。
2. 事务特性（ACID）
-
原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作单元，要么全部执行成功，要么全部失败回滚。如果事务中的任何一个操作失败，则整个事务将被回滚到初始状态。
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一致性（Consistency）：事务在执行之前和执行之后，数据库的状态必须保持一致。这意味着事务将从一个一致的状态转换到另一个一致的状态，确保数据的完整性。
-
隔离性（Isolation）：每个事务的执行都应该与其他事务相互隔离，使它们彼此独立。事务的隔离性确保并发执行的事务不会相互干扰，从而防止数据损坏或不一致。
-
持久性（Durability）：一旦事务提交成功，其所做的更改将永久保存在数据库中，即使在系统故障或重启后也能够恢复。持久性确保事务的结果能够长期存储，以便供后续读取和使用。
3. 事务并发问题
两个事务都是读操作不会有并发问题，只有在读写或者写写场景下，就有并发问题了，后面会通过实战复现一下四种问题。
-
脏读：在读读场景下，一个事务读取了另一个未提交（或已回滚）事务的数据。如果读取到的数据最终不会被提交，那么本次读取就是脏读。
-
不可重复读：在读写（update）场景下，同一个事务内，多次读取同一行数据时，得到了不同的结果。这是由于其他事务在读取期间修改了数据造成的。
-
幻读：在读写（insert）场景下，一个事务读到另一个事务已提交的新插入的数据。其实这样的说法并不准确，严谨来说是在repeatable read隔离级别下，只有在当前读的情况下，才会有幻读问题，在快照读的情况下，是没有幻读问题的。什么是当前读，什么是快照读，下文会结合实例一一讲解。
-
更新丢失：在写写（update）场景下，两个事务同时读取同一行数据，并且同时进行修改。由于事务隔离级别的不同或执行顺序的不同，其中一个事务的修改可能会覆盖另一个事务的修改，导致更新丢失。
4. 事务隔离级别
事务隔离级别是数据库管理系统（DBMS）提供的一种机制，用于控制并发事务之间的可见性和相互影响程度。MySQL 支持四种事务隔离级别：
- read uncommitted：未提交读
①最低的隔离级别。
②事务可以读取其他未提交事务的未提交数据。
③会导致脏读、不可重复读和幻读。 - read committed：已提交读
①事务只能读取已提交事务的数据，不能读取未提交事务的数据。
②解决了脏读问题，但导致不可重复读和幻读。 - repeatable read：可重复读，MySQL默认的隔离级别。
①事务在开始时读取一个快照，然后在事务结束之前都使用该快照。
②其他事务的插入和更新会在事务结束前被阻塞。
③解决了脏读和不可重复读的问题，但仍存在幻读现象，幻读这里画重点，后面会讲到。 - serializable：序列化
①最高的隔离级别。
②所有事务按顺序执行，不允许并发，所以不建议使用，否则MySQL没有一点并发能力了。
③提供了最强的隔离保证，完全防止脏读、不可重复读和幻读，但可能会导致性能下降，因为并发性受到限制。
事务隔离级别 脏读 不可重复读 幻读
read uncommitted: 否 否 否
read committed : 是 否 否
repeatable read: 是 是 否
serializable： 是 是 是
5. 基础命令
- 查看当前会话的事务隔离级别
SELECT @@tx_isolation;
- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level read uncommitted;
set session transaction isolation level read committed;
set session transaction isolation level repeatable read;
set session transaction isolation level serializable;
- 开启一个事务
BEGIN;
- 提交一个事务
COMMIT;
- 回滚一个事务
ROLLBACK;
6. 脏读复现
将事务隔离级别设置为：read uncommitted
- 事务A：查询数据
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level read uncommitted;
-- 开启事务
begin;
select * from student;
查询结果：
- 事务B：修改id=1的age为19，但不提交事务
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level read uncommitted;
-- 开启事务
begin;
update student set age = 28 where id = 1;
- 事务A：再次查询数据，id=1的数据age改为了19，发生了脏读
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level read uncommitted;
-- 开启事务
begin;
select * from student;
查询结果：
- 解决方案：提升隔离级别为：read committed
7. 不可重复读复现
将事务隔离级别设置为：read committed，虽然解决了脏读，但是存在不可重复读
- 事务A：先查询数据
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level read uncommitted;
-- 开启事务
begin;
select * from student;
查询结果：
- 事务B：修改id=1的age为19，并且提交事务
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level read committed;
-- 开启事务
begin;
update student set age = 19 where id = 1;
commit;
- 事务A：再次查询数据，发生了不可重复读
select @@tx_isolation; #查看当前会话的事务隔离级别
set session transaction isolation level read committed; #设置当前会话的隔离级别
begin; #开启事务
select * from student #查询数据
查询结果：
- 解决方案：提升事务隔离级别：repeatable read
8. 幻读复现
将事务隔离级别设置为：repeatable read，可以解决脏读和重复读
8.1 幻读疑问
- 事务A：先查询数据
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level repeatable read;
-- 开启事务
begin;
select * from student;
查询结果：
2. 事务B：插入一条数据，并提交事务
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level repeatable read;
-- 开启事务
begin;
INSERT INTO student (id, name, age) VALUES(3, '刘备', 38);
commit;
- 事务A：再次查询数据，大家可能会疑问，并没有出现事务B插入的数据，没有发生预想的幻读现象，这是为什么呢？这里就涉及到几个概念
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level repeatable read;
-- 开启事务
begin;
select * from student;
8.2 MVCC
- MVCC（Multi-Version Concurrency Control）：多版本并发控制，是一种用于处理并发事务的数据库管理系统技术。
- MVCC通过在数据库中维护多个版本的数据来实现事务隔离，从而允许多个事务并发执行而不会发生冲突。
- 用来解决数据库的并发读写的应用场景问题（一个事务在读，一个事务在写，保证数据一致性），采用无锁的方式来解决，这个是最牛逼的。
- MVCC主要用于支持可重复读（Repeatable Read）隔离级别，并在许多现代数据库系统中得到广泛应用，包括MySQL和PostgreSQL。
8.3 快照读
快照读是MVCC的核心特性之一。
- 当事务启动时，它创建一个事务快照，以捕获数据库中的当前状态。
- 在整个事务期间，事务只能看到在其启动时存在的数据版本。
- 快照读适用于可重复读（Repeatable Read）隔离级别，它确保在整个事务期间数据保持一致性。
- 读取一致性：事务在其整个生命周期内都会看到一个一致的数据快照，无论其他事务是否在同时进行。
- 无锁读取，MVCC通常不需要使用显式锁来实现事务隔离，因为每个事务都有自己的数据快照，不需要锁定其他事务正在读取的数据。
- 所有的select查询语句在可重复读、读已提交的隔离级别下都是快照读。
8.4 当前读
- 当前读是一种更加实时的读取方式。
- 与快照读不同，当前读不使用已存在的快照，而是始终访问数据库的最新版本。
- 当前读适用于读取最新数据的需求，通常用于读取而不是写入操作。
- 但需要注意，当前读可能会与其他事务的写操作发生冲突，因此需要格外小心以避免并发问题。
- 除了select操作都会触发（update,delete,insert,select…lock in share mode,select…for update）都是当前读。lock in share mode是共享锁，for update是排他锁，相关mysql各种锁的问题，关注小编后续发布文章！
8.5 幻读再次复现
- 事务A：当前读查询数据
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level repeatable read;
-- 开启事务
begin;
select * from student for update;
- 事务B：插入一条数据
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level repeatable read;
-- 开启事务
begin;
INSERT INTO student (id, name, age) VALUES(3, '刘备', 38);
commit;
- 事务A：再次查询，来了来了它来了，幻读问题出现了！！！
-- 查看当前会话的事务隔离级别
select @@tx_isolation;
-- 设置当前会话的隔离级别
set session transaction isolation level repeatable read;
-- 开启事务
begin;
select * from student for update;
结果如下：
9. 大事务问题
大事务问题通常涉及对数据库中大量数据进行处理的事务，这些事务可能导致性能下降、锁冲突或事务执行时间过长。
-
假设有一个下单的应用场景，每当用户提交订单时，系统会执行以下操作：
①创建一个新订单记录
②从用户购物车中删除已购买的商品
③更新商品库存。
现在，假设有一天，你的网站举办了一个促销活动，吸引了大量用户同时下订单。这导致了大量的 “订单处理” 事务同时运行，每个事务都要对订单和库存进行操作。 -
大量订单处理事务同时运行可能会导致以下问题：
①锁冲突：多个事务同时尝试修改相同的订单或商品库存，导致锁定和等待。
②性能下降：大量的数据库操作可能导致数据库性能急剧下降。
③事务超时：事务执行时间过长，导致超时问题。
解决目标就是，缩短事务执行时间，提高性能 -
解决方法：
①事务拆分：
将大事务拆分成多个小事务，每个小事务只处理一个订单或一组相关订单。
这可以减小每个事务的范围，减少锁冲突和提高并发性。
②使用乐观锁：
使用乐观锁机制来处理商品库存更新。每个事务在更新库存之前检查库存是否足够，如果不够就回滚事务。
这可以避免大规模的锁冲突。
③使用消息队列：
将订单处理任务放入消息队列，然后由后台任务异步处理。
这将减轻数据库的压力，并允许系统在非高峰时段处理订单。
⑤性能优化：
优化数据库表结构和索引以提高查询性能。
使用数据库缓存来减少重复查询。
⑥定期清理历史数据：
定期清理订单和日志数据，以减少数据库负担。
总结
- 我们在实际项目中，一般都会使用mysql默认的隔离级别， repeatable read可重复读
- 可重复读解决了事务并发安全问题的脏读，不可重复读
- 当前读的幻读问题MySQL是怎么解决呢，其实MySQL是通过next-key lock 临键锁来避免幻读问题的，相关mysql各种锁的问题，关注小编后续发布文章！
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