【mysql】事务的四种特性的理解

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一、事务的概念

1、事务的四种特性

事务就是一组DML语句组成，这些语句在逻辑上存在相关性，这一组DML语句要么全部成功，要么全部失败，是一个整体。例如银行转账操作，上层看来是一个单纯的转账操作，但是下层却需要一条或多条SQL语句来完成转账操作，这一组SQL是一个整体，被称为事务。事务还规定不同的客户端看到的数据是不相同的。

一个 MySQL 数据库，可不止你一个事务在运行，同一时刻，有大量的请求被包装成事务，向 MySQL 服务器发起事务处理请求。如果多名用户都访问同样的表数据，在不加保护的情况，绝对会出现问题。并且事务由多条 SQL 构成，也会存在执行到一半出错或者不想再执行的情况，那么已经执行的怎么办呢？

所以一个完整的事务，绝对不是简单的 sql 集合，还需要满足如下四个属性：

原子性：一个事务（transaction）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。事务在执行过程中发生错误，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。

一致性：在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。这表示写入的资料必须完全符合所有的预设规则，这包含资料的精确度、串联性以及后续数据库可以自发性地完成预定的工作。 原子性、隔离性、持久性是因，一致性是果。

隔离性：数据库允许多个并发事务同时对其数据进行读写和修改的能力，隔离性可以防止多个事务并发执行时由于交叉执行而导致数据的不一致。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：事务处理结束后，对数据的修改就是永久的，即便系统故障也不会丢失。

上面四个属性，可以简称为 ACID 。

原子性（Atomicity，或称不可分割性）

一致性（Consistency）

隔离性（Isolation，又称独立性）

持久性（Durability）。

2、事务的作用

当程序员在编写上层代码逻辑访问数据库时，事务能够简化编程时需要考虑的多种细节问题，例如我们在使用事务时，要么提交要么回滚，不用去担心网络异常、服务器宕机等问题。

3、存储引擎对事务的支持

在 MySQL 中只有Innodb支持事务，而MyISAM不支持。

4、事务的提交方式

自动提交：

–查看MySQL事务的提交方式发现是自动提交

```mysql
##查看MySQL事务的提交方式发现是自动提交
mysql> show variables like 'autocommit';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| autocommit    | ON    |
+---------------+-------+
1 row in set (0.02 sec)

**使用set改变MySQL的事务提交方式**：

```sql
##将MySQL的事务提交方式修改为禁止自动提交
mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
 
mysql> show variables like 'autocommit';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| autocommit    | OFF   |
+---------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)
 
##将MySQL的事务提交方式修改为开启自动提交
mysql> set autocommit=1;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
 
mysql> show variables like 'autocommit';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| autocommit    | ON    |
+---------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

二、事务的启动、回滚与提交

1、准备工作：调整MySQL的默认隔离级别为最低/创建测试表

为了看到演示现象，先将MySQL的默认隔离级别设置成读未提交（最低）后退出重启：

mysql> set global transaction isolation level read uncommitted;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
##修改默认隔离级别生效
mysql> select @@tx_isolation;
+------------------+
| @@tx_isolation   |
+------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

创建测试表：

create table if not exists account(
id int primary key,
name varchar(50) not null default '',
blance decimal(10,2) not null default 0.0
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=UTF8;

2、证明事务的开始与回滚

mysql> start transaction; -- 开始一个事务begin也可以，推荐begin
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> savepoint save1; -- 创建一个保存点save1
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into account values (1, '张三', 1030.00); -- 插入一条记录
Query OK, 1 row affected (0.05 sec)
mysql> savepoint save2; -- 创建一个保存点save2
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> insert into account values (2, '李四', 13000.00); -- 在插入一条记录
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from account; -- 两条记录都在了
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 1030.00 |
| 2 | 李四 | 13000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> rollback to save2; -- 回滚到保存点save2
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
mysql> select * from account; -- 一条记录没有了
+----+--------+--------+
| id | name | blance |
+----+--------+--------+
| 1 | 张三 | 100.00 |
+----+--------+--------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> rollback; -- 直接rollback，回滚在最开始
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account; -- 所有刚刚的记录没有了
Empty set (0.00 sec)

3、证明未commit，客户端崩溃，mysql自动回滚（隔离级别设置为未提交）

-- 终端A
mysql> select * from account; -- 当前表内无数据
Empty set (0.00 sec)
mysql> show variables like 'autocommit'; -- 依旧自动提交
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| autocommit | ON |
+---------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> begin; -- 开启事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into account values (1, '张三', 100.30); -- 插入记录
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from account; -- 数据已经存在，但没有commit，此时同时查看
-- 终端B
+----+--------+--------+
| id | name | blance |
+----+--------+--------+
| 1 | 张三 | 100.30 |
+----+--------+--------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> Aborted -- ctrl + \ 异常终止MySQL
-- 终端B
mysql> select * from account; -- 终端A崩溃前
+----+--------+--------+
| id | name | blance |
+----+--------+--------+
| 1 | 张三 | 100.30 |
+----+--------+--------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> select * from account; -- 数据自动回滚
Empty set (0.00 sec)

结论：

1、autocommit并不会影响begin后启动的事务的提交，使用begin后必须输入commit才能使数据持久化。

2、单句SQL本质就是事务，它的持久化和autocommit有关，autocommit为ON，表示单SQL无需手动commit自动提交，否则需要手动commit令数据持久化。（select有特殊情况，因为MySQL 有 MVCC ）

3、事务可以手动回滚，同时，当操作异常，MySQL会自动回滚

4、我们能看到事务本身的原子性(rollback)，持久性(commit)

三、事务的隔离级别

1、隔离性

1、MySQL服务可能会同时被多个客户端进程(线程)访问，访问的方式以事务方式进行。

2、一个事务可能由多条SQL构成，也就意味着，任何一个事务，都有执行前，执行中，执行后的阶段。而所谓的原子性，其实就是让用户层，要么看到执行前，要么看到执行后。执行中出现问题，可以随时回滚。所以单个事务，对用户表现出来的特性，就是原子性。

3、但是所有事务都要有个执行过程，那么在多个事务各自执行多个SQL的时候，就还是有可能会出现互相影响的情况。比如：多个事务同时访问同一张表，甚至同一行数据。

4、数据库中，为了保证事务执行过程中尽量不受干扰，就有了一个重要特征：隔离性 。

5、数据库中，允许事务受不同程度的干扰，就有了一种重要特征：隔离级别

2、隔离级别

读未提交【Read Uncommitted】： 在该隔离级别，所有的事务都可以看到其他事务没有提交的执行结果。（实际生产中不可能使用这种隔离级别的），但是相当于没有任何隔离性，也会有很多并发问题，如脏读，幻读，不可重复读等，我们上面为了做实验方便，用的就是这个隔离性。

读提交【Read Committed】：该隔离级别是大多数数据库的默认的隔离级别（不是 MySQL 默认的）。它满足了隔离的简单定义:一个事务只能看到其他的已经提交的事务所做的改变。这种隔离级别会引起不可重复读，即一个事务执行时，如果多次 select，可能得到不同的结果。

可重复读【Repeatable Read】： 这是 MySQL 默认的隔离级别，它确保同一个事务，在执行中，多次读取操作数据时，会看到同样的数据行。但是有的数据库会有幻读问题。（MySQL不会）

串行化【Serializable】: 这是事务的最高隔离级别，它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决了幻读的问题。它在每个读的数据行上面加上共享锁。但是可能会导致超时和锁竞争（这种隔离级别太极端，实际生产基本不使用）

隔离级别如何实现：隔离，基本都是通过锁实现的，不同的隔离级别，锁的使用是不同的。常见有，表锁，行锁，读锁，写锁，间隙锁(GAP),Next-Key锁(GAP+行锁)等。

3、隔离级别的查看与设置隔离性

3.1查看隔离性

-- 查看
mysql> SELECT @@global.tx_isolation; --查看全局隔级别
+-----------------------+
| @@global.tx_isolation |
+-----------------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> SELECT @@session.tx_isolation; --查看会话(当前)全局隔级别
+------------------------+
| @@session.tx_isolation |
+------------------------+
| REPEATABLE-READ |
+------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> SELECT @@tx_isolation; --默认同上
+-----------------+
| @@tx_isolation |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

3.2、设置隔离性

语法：

-- 设置当前会话 or 全局隔离级别语法
SET [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ
COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE}

设置会话的隔离级别为串行化：

--设置当前会话隔离性，另起一个会话，看不多，只影响当前会话
mysql> set session transaction isolation level serializable; -- 串行化
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> SELECT @@global.tx_isolation; --全局隔离性还是RR
+-----------------------+
| @@global.tx_isolation |
+-----------------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> SELECT @@session.tx_isolation; --会话隔离性成为串行化
+------------------------+
| @@session.tx_isolation |
+------------------------+
| SERIALIZABLE |
+------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> SELECT @@tx_isolation; --同上
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| SERIALIZABLE |
+----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

–设置全局隔离性，另起一个会话，会被影响

mysql> set global transaction isolation level READ UNCOMMITTED;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> SELECT @@global.tx_isolation;
+-----------------------+
| @@global.tx_isolation |
+-----------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+-----------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> SELECT @@session.tx_isolation;
+------------------------+
| @@session.tx_isolation |
+------------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> SELECT @@tx_isolation;
+------------------+
| @@tx_isolation |
+------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
-- 注意，如果没有现象，关闭mysql客户端，重新连接。

当一个会话修改了全局隔离级别，将会同时修改其他所有会话的全局隔离级别。

后续登录时，会话和默认的隔离级别将会引用全局隔离级别的设置。

尽量保证隔离级别一致，闲的没事不要改事务的隔离级别。

4、四种隔离级别详解

4.1、读未提交【Read Uncommitted】

--先设置当前的全局隔离级别为读未提交，再退出MySQL重新登录一下让其生效
mysql> set global transaction isolation level read uncommitted;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

本文第二章就是用读未提交来举例的。

在多个并行的会话中启动事务，一个事务在改动数据库哪怕没有commit提交，其他事务也是能够实时的看到它修改的数据。一个事务在执行中，读到另一个执行中事务的更新(或其他操作)但是未commit的数据，这种不合理的现象叫做脏读(dirty read)

读未提交的其他不合理现象还有不可重复读、幻读

读未提交几乎没有加锁，虽然效率高，但是问题太多，严重不建议采用。

4.2、读提交【Read Committed】

-- 终端A
mysql> set global transaction isolation level read committed;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
-- 重启客户端
mysql> select * from account; -- 查看当前数据
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 123.00 |
| 2 | 李四 | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> begin; -- 手动开启事务，同步的开始终端B事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> update account set blance=321.0 where id=1; -- 更新张三数据
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
--切换终端到终端B，查看数据。
mysql> commit; --commit提交！
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
-- 切换终端到终端B，再次查看数据。
-- 终端B
mysql> begin; -- 手动开启事务，和终端A一前一后
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account; -- 终端A commit之前，查看不到
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 123.00 | -- 老的值
| 2 | 李四 | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)
-- 终端A commit之后，看到了！
-- but，此时还在当前事务中，并未commit，那么就造成了，同一个事务内，同样的读取，在不同的时间段
##(依旧还在事务操作中！)，读取到了不同的值，这种现象叫做不可重复读(non reapeatable read)！！
##（这个是问题吗？？）
mysql> select *from account;
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 321.00 | -- 新的值
| 2 | 李四 | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

通过试验可以发现读提交级别，事务A在commit提交事务之前，所做的修改是不会被其他事务看到的，一旦事务A发起commit之后，其他事务就能看到事务A对数据的修改。这就造成了其他事务在不同的时间点select查看数据库时，会查到不同的数据。这种现象叫不可重复读。（事务中的读取不是原子的）

4.3、可重复读【Repeatable Read】

进行插入操作：

-- 终端A
mysql> set global transaction isolation level repeatable read; -- 设置全局隔离级别
RR
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
-- 关闭终端重启
mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ | -- 隔离级别RR
+-----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
-- 终端A
mysql> select *from account;
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 321.00 |
| 2 | 李四 | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> begin; -- 开启事务，终端B同步开启
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into account (id,name,blance) values(3, '王五', 5432.0);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
-- 切换到终端B，查看另一个事务是否能看到
mysql> commit; -- 提交事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
-- 切换终端到终端B，查看数据。
mysql> select * from account;
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 4321.00 |
| 2 | 李四 | 10000.00 |
| 3 | 王五 | 5432.00 |
+----+--------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)
-- 终端B
mysql> begin; -- 开启事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account; -- 终端A commit前 查看
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 4321.00 |
| 2 | 李四 | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from account; -- 终端A commit后 查看
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 4321.00 |
| 2 | 李四 | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from account;
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 4321.00 |
| 2 | 李四 | 10000.00 |
+----+--------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> commit; -- 结束事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account; -- 看到更新
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 4321.00 |
| 2 | 李四 | 10000.00 |
| 3 | 王五 | 5432.00 |
+----+--------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)

多次查看，发现终端A在对应事务中insert的数据，在终端B的事务周期中，也没有什么影响，也符合可重复的特点。但是，一般的数据库在可重复读情况的时候，无法屏蔽其他事务insert的数据(为什么？因为隔离性实现是对数据加锁完成的，而insert待插入的数据因为并不存在，那么一般加锁无法屏蔽这类问题),会造成虽然大部分内容是可重复读的，但是insert的数据在可重复读情况被读取出来，导致多次查找时，会多查找出来新的记录，就如同产生了幻觉。这种现象，叫做幻读(phantom read)。很明显，MySQL在RR级别的时候，是解决了幻读问题的(解决的方式是用Next-Key锁(GAP+行锁)解决的。这块比较难，有兴趣同学了解一下)。

4.4、串行化

-- 对所有操作全部加锁，进行串行化，不会有问题，但是只要串行化，效率很低，几乎完全不会被采用
-- 终端A
mysql> set global transaction isolation level serializable;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| SERIALIZABLE |
+----------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> begin; -- 开启事务，终端B同步开启
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account; -- 两个读取不会串行化，共享锁
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 4321.00 |
| 2 | 李四 | 10000.00 |
| 3 | 王五 | 5432.00 |
+----+--------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)
mysql> update account set blance=1.00 where id=1; -- 终端A中有更新或者其他操作，会阻
##塞。直到终端B事务提交。
Query OK, 1 row affected (18.19 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
-- 终端B
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account; -- 两个读取不会串行化
+----+--------+----------+
| id | name | blance |
+----+--------+----------+
| 1 | 张三 | 4321.00 |
| 2 | 李四 | 10000.00 |
| 3 | 王五 | 5432.00 |
+----+--------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)
mysql> commit; -- 提交之后，终端A中的update才会提交。
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

结论：

• 其中隔离级别越严格，安全性越高，但数据库的并发性能也就越低，往往需要在两者之间找一个平

  衡点。

• 不可重复读的重点是修改和删除：同样的条件, 你读取过的数据,再次读取出来发现值不一样了

  幻读的重点在于新增：同样的条件, 第1次和第2次读出来的记录数不一样

• 说明： mysql 默认的隔离级别是可重复读,一般情况下不要修改

• 上面的例子可以看出，事务也有长短事务这样的概念。事务间互相影响，指的是事务在并行执行的

  时候，即都没有commit的时候，影响会比较大