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事务的ACID特性原创

3月前
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介绍事务

技术是为了解决问题而生的,通过事务我们可以解决以下问题:

  • 多个操作不是一个整体操作,出现了部分执行成功的情况,导致数据的状态不一致问题(原子性)
  • 一组操作只有部分完成,没有全部完成,但是此时可以访问到数据的不一致状态问题(可见性问题,隔离性)
  • 两组操作并发执行,导致的并发问题
  • ......

事务存在的意义:保证系统中的数据是正确的,不同数据间不会产生矛盾,也就是保证数据状态的一致性。


事务是什么(事务的概念):事务是一个或多个操作的组合操作,并且事务对这个组合操作提供一个保证,如果这个组合操作执行之前的数据是一致的(即正确的),那么执行组合操作之后的数据也应该是一致的。不论这个组合操作执行的过程中,发生了系统故障,还是在这个组合操作执行的过程中,是否与其他事务一起执行。(这也对应了上面提到的事务要解决的问题)

即使没有事务支持, 或许上层应用依然可以工作, 然而在没有原子性保证时, 错误处理就会异常复杂, 而缺乏隔离性则容易出现并发性方面的各种奇怪问题。

如果我们期望多个操作同时成功或者失败,并且期望多组操作之间相互隔离(不相互影响),那么就需要通过一个事务来执行。

Oracle 是支持事务的。而 MySQL 中只有 InnoDB 存储引擎支持事务,MyISAM、Memory、Merge 等存储引擎都不支持事务。

对事务进行控制

使用事务有两种方式,分别为:隐式事务和显式事务。

隐式事务

隐式事务又称自动提交事务,顾名思义就是当执行完一条 SQL 语句后,会自动 commit 提交。

MySQL 默认使用的就是隐式事务。

显式事务

如果我们想关闭自动提交,可以使用下边的两种方法之一:

  • 显式的的使用 start transaction 或者 begin 语句开启一个事务。这样,在本次事务提交或者回滚之前会暂时关闭自动提交功能。
  • 把系统变量 autocommit 的值设置为 off 或者 0:set autocommit = off。这样,本次会话将关闭自动提交功能。不论是否显式的开启一个事务,每次执行事务都需要使用 commit 进行提交让事务生效,使用 rollback 对事务进行回滚。

需要注意的是:设置 autocommit 的值,只针对当前会话有效。

autocommit 参数的取值有 2 种可能:

  • autocommit = 0:取消自动提交功能
  • autocommit = 1:使用自动提交功能(默认值)

start transaction 比 begin 语句强大的一点是:可以在 start transaction 语句后面跟随几个修饰符,用来设置事务的访问模式,修饰符如下所示:

  • read only:标识当前事务是一个只读事务。即该事务内的操作只能读取数据,而不能修改数据。
  • read write:标识当前事务是一个读写事务。即该事务内的操作既可以读取数据,也可以修改数据。
  • with consistent snapshot:启动一致性读。即执行该命令后立即生成 ReadView,而不用等到第一条 select 语句执行。

如果我们想在 start transaction 后面跟随多个修饰符的话,使用逗号将修饰符分开即可,

如果不显式的指定事务的访问模式,那么该事务的访问模式默认为:读写模式。

保存点 savepoint

可以用 savepoint 保存点名称; 语句创建保存点,方便后续回滚到指定保存点。

保存点就是在事务对应的数据库语句中打几个点,我们在调用 rollback 语句时,可以回滚到指定的保存点,保留部分操作而非回滚到事务执行之前的状态。

当我们想回滚到指定的保存点时,可以使用这个语句:rollback [work] to [savepoint] 保存点名称;(单词 work 和 savepoint 可有可无)。

如果 rollback 语句后没有跟随保存点名称的话,会直接回滚到事务执行之前的状态。

如果我们想删除某个保存点,可以使用这个语句:release savepoint 保存点名称;

completion_type 参数

MySQL 中 completion_type 参数的取值有 3 种可能:

  • completion=0(no_chain),这种情况下,当我们执行 commit 的时候会提交事务,在执行下一个事务时,还是需要我们使用 start transaction 或者 begin 来开启事务。(参数的默认值)
  • completion=1(chain),这种情况下,当我们提交事务时,相当于执行了 commit and chain,也就是开启一个链式事务;即当我们提交事务之后,会开启一个相同隔离级别的事务。
  • completion=2(release),这种情况下,当我们提交事务时,相当于执行了 commit and release;即当我们事务之后,会自动与服务器断开连接。

事务的特性:ACID

事务的特性分别是:原子性 (Atomicity)、一致性 (Consistency)、隔离性 (Isolation)、持久性 (Durability)。

下面我们分别介绍这四个特性。


一致性:一个事务能够正确地将数据从一个一致性的状态,转换到另一个一致性的状态。

数据的一致性状态是指数据满足我们事先定义好的约束规则。也就是在事务执行的过程中,不论出现什么问题(比如停电、宕机),最终的执行结果都是满足我们事先定义好的约束规则的。

数据的一致性就是正确性。


原子性:一个事务中包含的所有操作,要么全部执行,要么一个都不执行,即 all-or nothing。

事务在执行过程中出现故障(宕机、断电、进程崩溃、某种完整性约束被违反),导致操作不能全部执行时,事务会被回滚 (Rollback) 到事务开始前的状态,就像这个事务从来没有执行过一样。


隔离性:如果多个事务并发执行,事务之间不应该出现相互影响的情况,它其实就是数据库的并发控制。

数据库试图通过事务隔离来对应用开发者隐藏,事务并发时可能出现的各种异常情况。

在实践中,由于考虑到性能的问题,会在高性能与正确性之间做一个权衡。使用者可以根据自己的业务场景,选择一个合适的隔离级别。


持久性:如果一个事务已经提交成功,那么不论出现什么问题(比如停电、宕机、存储介质发生故障、数据库崩溃),事务所写入的任何数据都不会丢失。

参考资料

掘金小册《MySQL 是怎样运行的:从根儿上理解 MySQL》

14丨什么是事务处理,如何使用COMMIT和ROLLBACK进行操作?-极客时间 (geekbang.org)

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