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4.2.3 MYSQL事务原理分析

news 来源：原创 2025/5/20 2:04:47

文章目录

  • 4.2.3 MYSQL事务原理分析
    • 1. 事务
      • 1. 前提：并发连接访问
      • 2. 事务定义
      • 3. 事务语句：
      • 4. acid特性
      • 5. undolog-回滚日志
      • 6. redolog-重做日志
    • 2. 隔离级别
      • 1. 四种隔离级别
      • 2. 并发问题解释
      • 3. 隔离级别设置
    • 3. MVCC(Multiversion Concurrency Control，多版本并发控制)（重点）
      • 1. read view
      • 2. 不同隔离级别下MVCC行为
      • 3. 快照读 VS 当前读
      • 4. redo/undo
    • 4. 锁
      • 1. 锁的粒度
      • 2. 锁类型
        • 1. 全局锁
        • 2. 表级锁
        • 3. 行级锁
      • 3. 锁的算法
    • 5. 死锁
      • 1. 相反加锁顺序死锁
      • 2. 锁冲突死锁
      • 3. 查看死锁
      • 3. 如何避免死锁

4.2.3 MYSQL事务原理分析

1. 事务

1. 前提：并发连接访问

在数据库中，多个连接同时访问（并发），容易引发数据混乱，需要事务来保证操作的完整性和正确性

2. 事务定义

是用户定义一系列操作，这些操作要不然都做，要不然都不做，不可分割，告诉mysql这是不可分割的一系列整体

3. 事务语句：

-- 显示开启事务
START TRANSACTION 
-- 提交事务，并使得已对数据库做的所有修改持久化
COMMIT
-- 回滚事务，结束用户的事务，并撤销正在进行的所有未提交的修改
ROLLBACK
-- 创建一个保存点，一个事务可以有多个保存点
SAVEPOINT identifier
-- 删除一个保存点
RELEASE SAVEPOINT identifier
-- 事务回滚到保存点
ROLLBACK TO [SAVEPOINT] identifier

4. acid特性

特性解释备注
A - Atomicity（原子性）事务中的操作要么全部成功，要么全部失败通过 undo log 支持回滚
C - Consistency（一致性）事务执行前后，数据保持一致依靠约束、外键等规则
I - Isolation（隔离性）多个事务之间互不干扰MVCC支持非锁定一致性读
D - Durability（持久性）提交后的数据永久保存，即使系统宕机依靠 redo log

5. undolog-回滚日志

  1. 用于回滚数据
  2. 当事务执行过程中出现错误或被用户取消，undo log 记录修改前的旧值，可以通过它恢复原状
  3. 存在于 InnoDB 引擎中

6. redolog-重做日志

  1. 用于恢复数据
  2. 事务提交前，会先把修改写入 redo log，防止崩溃丢失
  3. 提交时再持久化到磁盘数据页，确保事务的持久性（D）
  4. InnoDB 特有，保证即使宕机也能恢复到提交状态

2. 隔离级别

  1. 并发访问时，如果没有控制好，事务之间互相干扰，可能会产生各种脏读、不可重复读、幻读等问题。
  2. 隔离级别就是用来平衡：并发性能 vs. 数据正确性（隔离得越严格，性能越低，但数据越安全）

1. 四种隔离级别

隔离级别描述可能出现的问题
READ UNCOMMITTED（读未提交）可以读到别的事务未提交的数据脏读、不可重复读、幻读
READ COMMITTED（读已提交）只能读到别的事务已提交的数据不可重复读、幻读
REPEATABLE READ（可重复读）（MySQL默认）同一事务中，多次读取同一数据结果一致幻读（MySQL用Gap锁避免了）
SERIALIZABLE（可串行化）强制事务串行执行，完全隔离无任何并发问题，但性能最低

2. 并发问题解释

  1. 脏读：读到了未提交事务修改的数据。
  2. 不可重复读：同一事务中两次读到的数据不一样（因为别的事务提交了修改）。
  3. 幻读：同一事务中，查询时发现新增了数据行

3. 隔离级别设置

-- 查看当前隔离级别
SELECT @@tx_isolation;--临时修改当前会话隔离级别（只影响当前连接）
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;--修改全局隔离级别（需要重启或新连接生效）
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

3. MVCC(Multiversion Concurrency Control，多版本并发控制)（重点）

  1. 提高并发性能，保证读一致性（不加锁也能读到合理数据）。用来实现一致性的非锁定读；非锁定读是指不需要等待访问的行上X锁的释放

  2. 原理：对每条记录保存多个版本（通过undo log），不同事务读取时根据自己的Read View判断可见性

1. read view

项目作用
m_ids当前活跃的事务ID集合（还未提交的事务）
min_trx_id当前活跃事务中最小的事务ID
max_trx_id下一个即将分配的事务ID
creat_trx_id每一行数据的创建事务ID（trx_id字段）
  1. trx_id < min_trx_id ；说明该记录在创建 read_view 之前已经提交，所以对当前事务可见；
  2. trx_id >= max_trx_id ；说明该记录是在创建 read_view 之后启动事务生成的，所以对当前事务
    不可见；
  3. min_trx_id <= trx_id < max_trx_id ；此时需要判断是否在 m_ids 列表中；
    • 在列表中；生成该版本记录的事务仍处于活跃状态，该版本记录对当前事务不可见；
    • 不在列表中；生成该版本记录的事务已经提交，该版本记录对当前事务可见；

2. 不同隔离级别下MVCC行为

在 read committed 和 read repeatable 隔离级别下，MVCC 采用 read view 来实现的，它们的区别在于创建 read view 时机不同

隔离级别MVCC处理说明
READ COMMITTED（读已提交）每次查询都生成新的 Read View读到别人刚提交的数据（变化的快照）
REPEATABLE READ（可重复读）整个事务期间共用同一个 Read View保证事务内读到的数据不变

3. 快照读 VS 当前读

类型说明举例
快照读（Snapshot Read）非锁定读，走MVCC快照SELECT * FROM table WHERE id = 1;
当前读（Current Read）加锁读，拿最新版本SELECT * FROM table WHERE id = 1 FOR UPDATE;

4. redo/undo

日志作用何时使用
Redo Log用来恢复已提交事务的修改（崩溃恢复）crash后根据redo log恢复
Undo Log保存数据的旧版本，供回滚或MVCC快照读使用回滚或快照读时用

undo log 会随着事务提交后被清理掉（并不是永久保存）

4. 锁

在 MySQL 中，锁是并发控制的核心机制，主要包括不同粒度的锁（行、页、表）和不同类型的锁（共享锁、排他锁、意向锁等）。

1. 锁的粒度

MySQL 中事务使用的是粒度锁（Granular Locking），主要体现在以下三个层次：

  1. 表级锁（Table-Level Lock）：作用于整张表，开销小，加锁快，但并发性低。
  2. 页级锁（Page-Level Lock）：作用于数据页（主要用于 MyISAM 的索引缓存，InnoDB 不使用）。
    3。 行级锁（Row-Level Lock）：作用于某一行记录，开销大，加锁慢，但并发性好，InnoDB 支持。

2. 锁类型

1. 全局锁
  1. 全局只读锁：使用 FLUSH TABLES WITH READ LOCK，可用于做一致性备份，防止其他事务对数据进行修改。
  2. 全局写锁：使用 LOCK TABLES，可用于做表结构变更。
    注意：
  • 全局锁会锁定整个数据库，其他事务无法进行读写操作。
2. 表级锁
  1. 意向共享锁（IS Lock）：事务打算对表中某些记录加共享锁
  2. 意向排他锁（IX Lock）：事务打算对表中某些记录加排他锁
    意向锁不会阻塞其他意向锁，但会与表级的共享或排他锁发生冲突
3. 行级锁
  1. 共享锁（S Lock）：又称读锁，允许其他事务也获得该行的共享锁（读读并发）
  2. 排他锁（X Lock）：又称写锁，阻止其他事务获得该行的任何锁（独占写）
    InnoDB 使用MVCC + 行锁结合实现高并发控制

3. 锁的算法

InnoDB 使用多种行锁算法来保证事务隔离性

  1. 记录锁（Record Lock）
    定义：锁定索引上的某一行记录。
    作用：防止其他事务对该记录进行修改或删除。
    示例：
SELECT * FROM user WHERE id = 5 FOR UPDATE;

若 id 有索引，这条语句会对 id=5 的那一条记录加记录锁

  1. 间隙锁（Gap Lock）
    定义：锁定某一范围之间的间隙，不锁定已有记录。
    作用：防止其他事务在该范围内插入新记录，避免“幻读”。
    特点：仅适用于 范围查询，例如 <, >, BETWEEN。
    示例：
SELECT * FROM user WHERE id < 5 FOR UPDATE;

会锁住 (5, ∞) 范围的间隙，阻止插入 id > 5 的新记录。

  1. 临键锁（Next-Key Lock）
    定义：记录锁 + 前一个间隙锁的组合。
    作用：锁定某一条记录及其前面的间隙。
    目的：在可重复读（RR）隔离级别下防止幻读。
    示例：
SELECT * FROM user WHERE id BETWEEN 5 AND 10 FOR UPDATE;

会加多个临键锁，如：
(4, 5]，锁住 id=5
(5, 6]，锁住 id=6
…
(9, 10]，锁住 id=10

5. 死锁

死锁是指两个或多个事务在执行过程中因争夺资源而互相等待，导致程序无法继续执行下去的现象。在 InnoDB 中，死锁一旦被检测到，会自动回滚其中一个事务来解除死锁

1. 相反加锁顺序死锁

两个事务以不同顺序获取相同资源，互相等待对方释放。

示例：


-- 事务A
LOCK row 1;
LOCK row 2;-- 事务B
LOCK row 2;
LOCK row 1;  -- 等待A释放，造成死锁

2. 锁冲突死锁

一个事务未能及时释放锁，另一个事务等待同一资源，导致互相阻塞。常见于高并发写操作 + 高隔离级别（如可重复读）

解决建议：

  1. 降低隔离级别至 Read Committed，避免不必要的间隙锁。
  2. 减小锁粒度，避免大范围更新或范围查询

3. 查看死锁

SHOW ENGINE INNODB STATUS;  -- 查看死锁信息SELECT * FROM information_schema.INNODB_LOCKS;-- 查看当前锁信息
SELECT * FROM information_schema.INNODB_LOCK_WAITS;

3. 如何避免死锁

方法说明
统一加锁顺序所有事务访问资源时使用一致的顺序加锁，避免环形等待
控制事务粒度与范围缩小每个事务锁定的数据范围和执行时间
减少范围查询减少 BETWEEN / < / > 查询，避免间隙锁干扰
合理设置索引避免全表扫描导致不必要的行锁或表锁
设置死锁重试机制（代码层）捕获错误码 1213，程序自动重试一次事务操作
适当降低隔离级别如使用 Read Committed 替代 Repeatable Read

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编程日记 2025/5/20 1:57:48

MongoDB的下载安装与启动

MongoDB的下载安装与启动&#xff0c; 一、MongoDB下载安装 1. 官网下载 打开官网&#xff1a;https://www.mongodb.com/try/download/community选择&#xff1a; 版本&#xff08;Version&#xff09;&#xff1a;选最新版或者根据需要选旧版。平台&#xff08;OS&#xff0…...

编程日记 2025/5/20 1:57:48

解决ktransformers v0.3 docker镜像中 operator torchvision::nms does not exist 问题

问题背景 更新ktransformers docker镜像到v0.3版本后&#xff08;之前为v0.2.4post1&#xff09;&#xff0c;使用更新前启动命令无法正确启动服务&#xff0c;提示以下错误&#xff1a; Traceback (most recent call last):File "/workspace/ktransformers/ktransforme…...

编程日记 2025/5/12 15:34:06

MySQL事务隔离级别的实现原理MVCC

一、什么是MVCC? MVCC(Multi-Version Concurrency Control)&#xff0c;即多版本并发控制&#xff0c;是并发读写场景下&#xff0c;数据库层面提供的一种解决方案。 数据库的并发场景有以下三种&#xff1a; 读读 当多个事务同时进行读取操作时&#xff0c;它们之间不存在…...

编程日记 2025/5/11 0:20:16

EtherCAT 分布式时钟（DC）补偿技术解析

一、技术定义 EtherCAT 分布式时钟（Distributed Clock, DC）是一种基于硬件的高精度同步机制，旨在解决工业自动化系统中多设备协同控制的时间同步问题。其核心功能包括： 初始偏移补偿：消除从站本地时钟与主站系统时间的初始偏差，确保所有设备在启动阶段的时间基准一致。…...

编程日记 2025/4/30 7:47:25

7.进程概念（三）

一、进程优先级 是什么&#xff1f; 进程得到CPU资源的先后顺序。 为什么要有进程优先级&#xff1f; 目标资源稀缺&#xff0c;导致要通过优先级确定谁先谁后。 如何比较和分配&#xff1f; 进程优先级也是一种数字&#xff0c;int&#xff0c;task_struct 值越低&#xff0c;…...

编程日记 2025/4/30 7:47:23

MATLAB小试牛刀系列（2）

问题描述 捷运公司在下一年度 1 - 4 月的 4 个月内拟租用仓库堆放物资。已知各月所需仓库面积列于表 1.1。仓库租借费用随合同期而定&#xff0c;期限越长&#xff0c;折扣越大&#xff0c;具体数字见表 1.1。租借合同每月初都可办理&#xff0c;每份合同具体规定租用面积和期…...

编程日记 2025/5/20 1:51:07

一个SciPy图像处理案例的全过程

本文利用SciPy进行图像处理&#xff0c;并记录图像处理的全过程&#xff0c;处理过程包含高斯模糊、腐蚀等操作。 代码 import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np from scipy import ndimage# 设置图像的大小为 128x128&#xff0c;即 128x128 的逻辑像素 l 128 …...

编程日记 2025/4/30 7:46:20

修改输入框选择框颜色

项目场景&#xff1a; 提示&#xff1a;这里简述项目相关背景&#xff1a; 有时候需要改写element原来输入框/选择框的颜色 问题描述 提示&#xff1a;这里描述项目中遇到的问题&#xff1a; 输入框的话需要hover时边框颜色修改&#xff0c;选择值的时候边框颜色修改以及选…...

编程日记 2025/4/30 7:46:20

rust 全栈应用框架dioxus

逛github时发现了一个号称全栈应用框架dioxus,适用于web / desktop / mobile。零配置、集成了热启动和基于信号的状态管理。是由rust编写的&#xff0c;所以也就不受平台限制。 既然说的这么好&#xff0c;那就来试试构建一下三种平台的应用&#xff0c;构建的应用编译成web 、…...

编程日记 2025/4/30 7:46:19

电子电器框架 --- 数据连接性和云集成在增强电气/电子架构方面的作用

我是穿拖鞋的汉子，魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。 老规矩，分享一段喜欢的文字，避免自己成为高知识低文化的工程师： 钝感力的“钝”，不是木讷、迟钝，而是直面困境的韧劲和耐力，是面对外界噪音的通透淡然。 生活中有两种人，一种人格外在意别人的眼光;另一种人无论…...

编程日记 2025/4/30 7:45:16

Nvidia 可能会发布具有增强内存配置的 RTX 5080 和 5070 Super

距离英伟达正式发布RTX 50系列显卡仅过去数月&#xff0c;有关"Super"系列升级版显卡的传闻已甚嚣尘上。据硬件爆料平台Chiphell论坛&#xff08;该消息源可靠性参差不齐&#xff09;用户透露&#xff0c;英伟达可能正在研发配备24GB显存的RTX 5080 Super和16GB显存的…...

编程日记 2025/4/30 7:45:15

预留库存的实现

1. 实体类 import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName; import lombok.Data;import java.sql.Timestamp;Data TableName("products") public class Product {private Long id;private String name;private int stock; }Data TableName("shopping_c…...

编程日记 2025/5/2 17:35:05