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文章目录
- 前言
- 1. 事务的定义
- 2. 事务的四个特性
- 2.1 原子性
- 2.2 一致性
- 2.3 隔离性
- 2.4 持久性
- 3. 事务的并发问题
- 3.1 脏读
- 3.2 不可重复读
- 3.3 幻读
- 3.4 更新丢失
- 4. 事务的隔离级别
- 5. 事务的使用
- 结语
前言
假设我们现在需要操作数据库进行转账,A 给 B 转账 100 块钱,我们就需要操作数据库,先扣除 A 账户 100 块钱, 再给 B 账户添加 100 块钱,这样才实现转账成功。但如果我们在扣除的过程中,服务器突然宕机了,那不就乱套了吗,A 发现自己钱少了,但 B 又没有收到钱。此时就需要事务来帮忙了
1. 事务的定义
事务指的是由一个或者多个数据库操作单元组成,相当于把多个 sql 语句打包成一个整体,这个整体就叫做事务,执行的时候,要么全部成功,要么全部失败,不可能存在部分执行成功部分执行失败的情况
这就是为什么事务能解决我们上面所遇到的转账失败场景:我们可以把整个转账过程所需要的 sql 语句组成一个事务,不会存在扣除 A 的账户上的钱而 B 账户的钱也没增加的情况了
那事务是怎么做到 “要么全部成功,要么全部失败” 的呢?究其内部原理,我们可以知道,当事务执行失败时,也就是在执行事务内部的 sql 语句时,数据库发现错误,那它就会自动还原成事务之前的状态,撤销之前的 sql,这样的机制也叫做 “回滚”(rollback)
为了实现回滚,数据库管理系统会记录事务的所有操作到日志中。如果需要回滚,系统会根据日志中的记录撤销操作,将数据库状态恢复到事务开始之前的状态
2. 事务的四个特性
事务的四个特性通常被称为ACID属性,分别是原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability),它们共同确保了事务的可靠性和数据的一致性
2.1 原子性
原子性(Atomicity):事务中的所有操作要么全部成功,要么全部失败。如果事务中的任何操作失败,整个事务将被回滚,将数据库状态恢复到事务开始之前的状态(最重要的特性)
2.2 一致性
一致性(Consistency):在事务开始之前和事务结束之后,数据库都必须处于一致的状态,即所有的数据都符合数据库的规则和约束
2.3 隔离性
隔离性(Isolation):并发执行的事务之间不会互相影响。每个事务都应该像在独立运行一样,即使多个事务同时进行,它们也应该彼此隔离,以避免数据不一致的问题
2.4 持久性
持久性(Durability):一旦事务被提交,它对数据库的改变就是永久性的。即使系统发生故障,已经提交的事务的结果也不会丢失
不同的数据库管理系统可能会根据ACID属性的不同实现方式,提供不同的性能和一致性保证
3. 事务的并发问题
在数据库系统中,当多个事务同时执行并尝试访问或修改相同的数据时,可能会遇到的一系列并发问题,下面就让我来一一介绍它们
3.1 脏读
脏读(Dirty Read):一个事务读取了另一个事务未提交的更改。如果那个事务最终回滚,那么读取的数据就是无效的
举个例子:现在有两个事务 T1 和 T2 并发执行,其中 T1 在针对某个表的数据进行修改,T1 在执行的过程中,T2 也去读这个表的数据,当 T2 读完后,T1 回滚了,这就导致 T2 读到的数据不是最终的“正确数据”,而是读到了临时的”脏数据“
3.2 不可重复读
不可重复读(Non-repeatable Read):当一个事务重新执行相同的查询,但是得到不同的结果,这是由于另一个事务在两次查询之间修改了数据并提交了更改
举个例子:现在有两个事务 T1 和 T2,T2 对某个表进行查询,得到第一次查询结果,T1 对该表的数据进行了修改,之后 T2 再次对表进行相同查询,但得到的查询结果和第一次不一样,这就是不可重复读
3.3 幻读
幻读(Phantom Read):当一个事务重新执行相同的查询,但是得到不同的数据集合(比如不同的行数),这通常是因为另一个事务插入或删除了一些行
举个例子:现在有两个事务 T1 和 T2,T1 在表中读取了一个字段,然后 T2 在同一个表中新增或者删除了一些数据,T1 再次读取该表时,就会发现多出或者少了几行数据,数据集不一样
3.4 更新丢失
更新丢失(Lost Update):两个或多个事务读取同一数据项,基于这个数据进行计算并尝试更新,如果这些更新几乎同时发生,一个事务的更新可能会覆盖另一个事务的更新
不可重复读和幻读的区别:
- 不可重复读关注的是单个数据项的更改
- 幻读关注的是数据集合整体的变化
- 两者都是由于其他事务的介入导致的读取结果不一致,但不可重复读更侧重于单个数据项的层面,而幻读更侧重于数据的集合层面
4. 事务的隔离级别
因为在多个事务同时执行并尝试访问或修改相同的数据时,可能会遇到上面的脏读、不可重复读、幻读、更新丢失等问题,所以 MySQL 中提供了四种隔离级别来解决并发问题,它们按照提供的隔离保护从弱到强
- 读未提交(READ UNCOMMITTED):一个事务可以读取另一个事务未提交的数据,会出现脏读、不可重复读、幻读
- 读已提交(READ COMMITTED):一个事务只能读取另一个事务提交之后的数据,即给写操作加共享锁,但会出现不可重复读、幻读
- 可重复读(REPEATABLE READ):事务在整个过程中可以重复读取到相同的数据行,即给写操作和读操作都加锁,但会出现幻读
- 串行化(SERIALIZABILITY):事务将依次顺序执行,就像它们在一个没有并发的环境中一样,可以防止所有并发问题,包括脏读、不可重复读和幻读
隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
---|---|---|---|
读未提交 | √ | √ | √ |
读已提交 | X | √ | √ |
可重复读 | X | X | √ |
串行化 | X | X | X |
从一到四的隔离级别,它们的事务隔离性逐渐增强,并行程度逐渐减弱,执行速度也逐渐减慢。在 MySQL 中,默认的隔离级别是可重复读
5. 事务的使用
-- 开启事务
start transaction;-- 执行多条 SQL 语句-- 回滚或者提交(rollback 是全部失败,commit 是全部成功)
rollback / commit;
要注意:回滚机制是针对事务这一操作,我们不能把 drop database
这种危险操作也回滚回来
结语
事务保障了数据库的数据完整性和一致性,而且还能通过隔离级别来处理并发问题,同时它也支持我们进行更加复杂的业务需求,掌握事务对我们来说十分有必要,本篇博客中对于事务的具体操作介绍还不够详细,之后博主会更加深入地学习事务,再进行补充
希望大家能够喜欢本篇博客,有总结不到位的地方还请多多谅解。若有纰漏,希望大佬们能够在私信或评论区指正,博主会及时改正,共同进步!
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