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〔 MySQL 〕事务管理

news 来源：原创 2025/6/17 21:11:34

事务代码目录

1. 设置事务隔离级别

2. 开启事务

3. CRUD操作

3.1 创建（Create）

3.2 读取（Read）

3.3 更新（Update）

3.4 删除（Delete）

4. 提交或回滚事务

5. 示例：完整的事务流程

CURD不加控制可能出现的问题

CURD满足的属性（ACID）

什么是事务？

事务的版本支持

事务提交方式

事务操作注意事项

事务隔离级别

1. 事务隔离性的理解

2. 隔离级别

2.1 读未提交（Read Uncommitted）

2.2 读已提交（Read Committed）

2.3 可重复读（Repeatable Read）

2.4 串行化（Serializable）

3. 实现隔离级别的锁机制

4. 查看与设置隔离级别

4.1 查看隔离级别

4.2 设置隔离级别

5. 隔离级别的影响

6. 一致性（Consistency）

7. 总结

如何理解隔离性2 -

数据库并发场景

MVCC（多版本并发控制）

MVCC 解决的问题

MVCC 的前提知识

3个记录隐藏列字段

undo日志

Read View

MVCC 执行流程

Read View 与 MVCC

隔离级别与 MVCC

快照读与当前读

隔离级别的影响

总结

多版本并发控制（MVCC）如何工作

事务代码

1. 设置事务隔离级别

在MySQL中，您可以通过以下命令设置事务的隔离级别：

-- 设置当前会话的事务隔离级别为READ UNCOMMITTED
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;-- 设置当前会话的事务隔离级别为READ COMMITTED
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;-- 设置当前会话的事务隔离级别为REPEATABLE READ
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;-- 设置当前会话的事务隔离级别为SERIALIZABLE
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;

2. 开启事务

在进行CRUD操作之前，您需要开启一个事务：

-- 开始一个新的事务
START TRANSACTION;

或者使用BEGIN关键字：

-- 开始一个新的事务
BEGIN;

3. CRUD操作

创建（Create）

-- 插入数据
INSERT INTO table_name (column1, column2) VALUES (value1, value2);

读取（Read）

-- 查询数据
SELECT * FROM table_name WHERE condition;

更新（Update）

-- 更新数据
UPDATE table_name SET column1 = value1 WHERE condition;

删除（Delete）

-- 删除数据
DELETE FROM table_name WHERE condition;

4. 提交或回滚事务

在完成CRUD操作后，您可以选择提交事务以保存更改，或者回滚事务以撤销更改：

-- 提交事务，保存所有更改
COMMIT;-- 或者使用以下命令
COMMIT WORK;

-- 回滚事务，撤销所有更改
ROLLBACK;-- 或者使用以下命令
ROLLBACK WORK;

5. 示例：完整的事务流程

以下是一个完整的事务流程示例，包括设置隔离级别、开启事务、执行CRUD操作、提交事务：

-- 设置会话的事务隔离级别为REPEATABLE READ
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;-- 开始一个新的事务
BEGIN;-- 插入一条记录
INSERT INTO account (id, name, balance) VALUES (1, 'John Doe', 1000.00);-- 查询记录
SELECT * FROM account WHERE id = 1;-- 更新记录
UPDATE account SET balance = balance - 100.00 WHERE id = 1;-- 删除记录
DELETE FROM account WHERE id = 1;-- 提交事务，保存所有更改
COMMIT;

请注意，实际使用时需要根据您的具体表名和字段名来调整上述SQL语句。此外，事务的使用应根据您的业务逻辑和数据一致性需求来决定。

CURD不加控制可能出现的问题

原子性问题：操作可能无法作为一个整体成功或失败，部分操作成功而部分失败，导致数据状态不一致。
一致性问题：数据完整性可能被破坏，因为操作没有遵循预设规则，导致数据不准确或不连贯。
隔离性问题：多个事务并发执行时，可能会互相干扰，导致脏读、不可重复读或幻读等问题。
持久性问题：操作可能在系统故障后无法恢复，导致数据丢失。

CURD满足的属性（ACID）

原子性（Atomicity）：确保事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不完成，不会结束在中间某个环节。如果事务执行过程中发生错误，会被回滚到事务开始前的状态。
一致性（Consistency）：保证事务开始之前和事务结束以后，数据库的完整性没有被破坏，写入的数据完全符合所有预设规则。
隔离性（Isolation）：允许多个并发事务同时对数据进行读写和修改，而不会导致数据不一致。事务隔离分为不同级别，包括读未提交（Read uncommitted）、读提交（Read committed）、可重复读（Repeatable read）和串行化（Serializable）。
持久性（Durability）：事务处理结束后，对数据的修改就是永久的，即使系统故障也不会丢失。

什么是事务？

事务是一组DML（Data Manipulation Language）语句的集合，这些语句在逻辑上存在相关性，必须要么全部成功，要么全部失败。MySQL提供事务机制来保证这些DML语句能够作为一个整体执行，确保数据的一致性和完整性。

事务的版本支持

只有使用了InnoDB存储引擎的数据库或表才支持事务，MyISAM不支持。

事务提交方式

自动提交：每条DML语句默认作为一个单独的事务自动提交。
手动提交：通过显式开始事务（BEGIN 或 START TRANSACTION）和提交事务（COMMIT）来控制事务的边界。

事务操作注意事项

如果没有设置保存点，也可以回滚，只能回滚到事务的开始。直接使用ROLLBACK（前提是事务还没有提交）。
如果一个事务被提交了（COMMIT），则不可以回退（ROLLBACK）。
可以选择回退到哪个保存点。

事务隔离级别

读未提交（Read Uncommitted）：事务可以看到其他事务未提交的执行结果。
读提交（Read Committed）：事务只能看到其他已经提交的事务所做的改变。
可重复读（Repeatable Read）：在同一事务中，多次读取操作会看到同样的数据行。
串行化（Serializable）：事务的最高隔离级别，通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，解决了幻读问题。

总结

事务通过ACID属性确保数据的一致性、完整性和持久性。在并发环境下，事务隔离级别控制不同事务之间的可见性，以避免脏读、不可重复读和幻读等问题。正确使用事务可以简化编程模型，避免考虑各种潜在的错误和并发问题。

事务隔离级别不同对性能有什么影响？

事务隔离级别对数据库性能的影响主要体现在并发处理能力和锁的粒度上。不同的隔离级别通过不同的锁机制来保证事务的隔离性，而这些锁机制又会影响数据库操作的并发性。以下是各个隔离级别对性能影响的概述：

读未提交（Read Uncommitted）：

性能影响：此隔离级别最低，因为它允许事务读取未提交的数据，因此不需要在读取数据时加锁，从而减少了锁的争用，提高了并发性能。但是，这种隔离级别会引发脏读问题，因此在实际生产环境中很少使用。
读已提交（Read Committed）：

性能影响：此隔离级别较高，它确保事务只能读取到其他事务已经提交的数据。在读操作时，会使用行级锁或表级锁，读操作完成后立即释放锁，这样可以减少锁的持有时间，提高并发性能。但是，它可能会导致不可重复读的问题。
可重复读（Repeatable Read）：

性能影响：这是MySQL InnoDB的默认隔离级别。它确保在同一事务中多次读取同样的记录时，结果保持一致，即使其他事务在这期间对数据进行了修改。这个级别通过多版本并发控制（MVCC）来实现，不需要在读取数据时加锁，从而提高了读操作的并发性。但是，写操作需要加锁，可能会降低写操作的并发性能。
串行化（Serializable）：

性能影响：这是最高的隔离级别，它通过锁定整个范围的数据行来防止幻读，实际上是将事务序列化执行，确保同一时间只有一个事务在运行。这种隔离级别避免了所有并发问题，但代价是极大的降低了并发性能，因为它几乎完全限制了事务的并发执行。
总的来说，隔离级别越高，数据的一致性和完整性越有保障，但并发性能越低。反之，隔离级别越低，数据库的并发性能越高，但数据的一致性和完整性风险越大。因此，在实际应用中，需要根据业务需求和性能要求来选择合适的隔离级别，以平衡数据一致性和并发性能。

事务隔离级别

1. 事务隔离性的理解

事务隔离性是指在并发环境下，不同事务之间的相互影响程度。隔离性确保事务在执行过程中不受其他事务的干扰，保证数据的一致性和完整性。

2. 隔离级别

2.1 读未提交（Read Uncommitted）

脏读：可能读取到其他事务未提交的数据。
不可重复读：可能。
幻读：可能。

2.2 读已提交（Read Committed）

脏读：不可能。
不可重复读：可能。
幻读：可能。

2.3 可重复读（Repeatable Read）

脏读：不可能。
不可重复读：不可能。
幻读：可能。

2.4 串行化（Serializable）

脏读：不可能。
不可重复读：不可能。
幻读：不可能。

3. 实现隔离级别的锁机制

隔离性主要通过锁机制实现，包括表锁、行锁、读锁、写锁、间隙锁(GAP)和Next-Key锁(GAP+行锁)。

4. 查看与设置隔离级别

4.1 查看隔离级别

SELECT @@global.tx_isolation; -- 查看全局隔离级别
SELECT @@session.tx_isolation; -- 查看会话隔离级别
SELECT @@tx_isolation; -- 默认同上

4.2 设置隔离级别

SET [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE};

5. 隔离级别的影响

读未提交：几乎没有加锁，效率高，但问题多，不推荐使用。
读已提交：避免了脏读，但仍有不可重复读和幻读问题。
可重复读：MySQL默认隔离级别，解决了不可重复读问题，但存在幻读问题。
串行化：最严格的隔离级别，避免了所有并发问题，但效率低，不推荐使用。

6. 一致性（Consistency）

事务执行的结果必须使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。一致性通过原子性来保证。

7. 总结

隔离级别越严格，安全性越高，但并发性能越低。
需要在安全性和并发性能之间找到平衡点。
事务的长短和事务间的互相影响取决于事务的并行执行情况。

如何理解隔离性2 -

数据库并发场景

读-读：不存在问题，不需要并发控制。
读-写：存在线程安全问题，可能导致脏读、幻读、不可重复读。
写-写：存在线程安全问题，可能导致更新丢失。

MVCC（多版本并发控制）

MVCC 用于解决读-写冲突，通过为事务分配单向增长的事务ID，保存每个修改的版本，版本与事务ID关联，读操作只读事务开始前的数据库快照。

MVCC 解决的问题

提高数据库并发读写性能。
解决脏读、幻读、不可重复读等事务隔离问题。
不解决更新丢失问题。

MVCC 的前提知识

3个记录隐藏字段：
- DB_TRX_ID：最近修改事务ID。
- DB_ROLL_PTR：回滚指针，指向上一个版本。
- DB_ROW_ID：隐含的自增ID（隐藏主键）。
undo日志：保存数据的历史版本。
Read View：事务进行快照读时产生的读视图，记录当前活跃事务的ID。

MVCC 执行流程

事务修改数据前，将当前数据拷贝到undo log中。
修改数据，更新DB_TRX_ID为当前事务ID，DB_ROLL_PTR指向undo log中的副本数据。
事务提交后，释放锁。

Read View 与 MVCC

Read View用于判断事务能看到数据的哪个版本。它记录了事务执行快照读时的活跃事务ID，并用这些信息来决定数据的可见性。

隔离级别与 MVCC

READ-COMMITTED：每个DML语句都可能创建一个新的Read View。
REPEATABLE-READ：事务的第一个快照读创建一个Read View，后续读取使用同一个Read View。

快照读与当前读

快照读：读取历史版本，不受加锁限制，提高并行执行效率。
当前读：读取最新版本，需要加锁。

隔离级别的影响

不同的隔离级别决定了select操作是快照读还是当前读，从而影响事务看到的数据版本。

总结

MVCC通过维护数据的多个版本来支持并发控制。
Read View是MVCC中用于可见性判断的关键机制。
隔离级别决定了事务如何看到数据版本，影响数据库的并发性能和一致性。

多版本并发控制（MVCC）是如何工作的？

多版本并发控制（MVCC）是一种用于管理并发访问数据库的技术，它允许在读操作时不需要加锁，从而提高了数据库的并发性能。MVCC主要在支持事务的数据库系统中实现，如MySQL的InnoDB存储引擎。以下是MVCC工作的基本流程：

隐式字段
InnoDB中的每行数据都有三个特殊的隐藏字段：

DB_TRX_ID：记录最后修改该行的事务ID。
DB_ROLL_PTR：回滚指针，指向该行的undo日志链。
DB_ROW_ID：行的唯一标识符。

Undo日志
Undo日志记录了数据的历史版本，包括插入（insert）和更新/删除（update/delete）操作。当事务对数据进行修改时，它会将修改前的数据版本存储在undo日志中。这些日志以链表的形式存储，每个节点代表一个历史版本。
Read View
Read View是MVCC中用于可见性判断的数据结构。当一个事务进行快照读操作时，InnoDB会创建一个Read View，它包含了以下内容：

m_low_limit_id：高于这个ID的事务修改对当前事务不可见。
m_up_limit_id：低于这个ID的事务修改对当前事务可见。
m_creator_trx_id：创建该Read View的事务ID。
m_ids：在Read View创建时活跃的其他事务ID列表。

快照读与当前读
快照读（Snapshot Read）：读取数据的历史版本，通常用于普通的SELECT查询。InnoDB会根据Read View来判断数据的可见性，选择适当的历史版本返回给用户。
当前读（Current Read）：读取数据的最新版本，通常用于INSERT、UPDATE、DELETE和SELECT … FOR UPDATE/SHARE MODE查询。当前读需要获取相应的锁，以确保数据的一致性。
可见性算法
当事务进行快照读时，InnoDB会使用Read View来确定哪些数据版本对当前事务可见。基本算法如下：

比较行的DB_TRX_ID与Read View的m_low_limit_id和m_up_limit_id。
如果DB_TRX_ID小于m_up_limit_id且不在m_ids列表中，则该行可见。
如果DB_TRX_ID大于或等于m_low_limit_id，则该行不可见，需要通过DB_ROLL_PTR回滚指针查找之前的版本。

写操作和Next-Key锁
在写操作（如INSERT、UPDATE、DELETE）时，InnoDB会使用Next-Key锁来保证事务的隔离性。Next-Key锁是行锁和间隙锁（GAP锁）的组合，它锁定一个数据行，并锁定该行所在范围的间隙，以防止其他事务插入或修改数据。
幻读的解决
在可重复读（REPEATABLE READ）隔离级别下，MVCC结合Next-Key锁解决了幻读问题。即使在事务中多次执行相同的查询，由于MVCC保证了读取的历史版本一致，所以不会出现幻读。

通过这种方式，MVCC允许数据库在保持数据一致性的同时，提高并发读取的能力，减少了锁争用，从而提高了数据库的整体性能。