事务隔离
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。但是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。本文以支持事务的InnoDB为例。
隔离性与隔离级别
今天要谈及的就是隔离性。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)以及幻读(phantom read)的问题。为了解决这些问题,就有了“隔离级别”的概念。
说到隔离级别,一定要知道隔离得越严实,效率就会越低。因此很多时候,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)、读提交(read committed)、可重复读(repeatable read)和串行化(serializable)。这四个隔离级别的具体解释如下:
- 读未提交: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: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: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:对同一行记录,“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。
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。在“读未提交”隔离级别下,直接返回记录的最新值,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。
在不同的隔离级别下,数据库行为是有所不同的。MySQL数据库的默认隔离级别是“读提交”。可以使用show variables like 'transaction_isolation';语句来查看当前的隔离级别。
每个隔离级别都有存在的理由,每个隔离级别都有它自己的使用场景,要根据自己的业务情况来定。
事务隔离的实现
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。记录上的最新的值,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。
更新记录的过程
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)。
回滚日志并不会一直保留,在不需要的时候才删除,即系统会判断,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,故当系统里没有比这个回滚日志更早的read-view的时候删除。这也是建议不要使用长事务的原因,因为长事务意味着系统里面存在很老的视图。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日志都必须保留,这就会导致大量占用存储空间。除了回滚段的影响,长事务还占用锁资源,也可能拖垮整个哭。
事务的启动方式
MySQL的事务启动方式有以下几种:
- 显示启动事务语句,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。意味着如果只执行一个select语句,这个事务启动了,而且并不会自动提交。这个事务持续存在直到主动执行commit或者rollback语句,或者断开连接。建议总是使用set autocommit=1,通过显示语句的方式来启动事务。但是有的开发同学会纠结“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。如果有这个顾虑,建议使用commit work and chain语法。
总结
介绍了MySQL的事务隔离级别的现象和实现,根据实现原理分析了长事务存在的风险,以及如何正确的方式避免长事务。