【数据库】事务、事务并发问题、并发事务隔离级别、及sql演示

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一、事务

1.1 事务简介 及 sql 操作

事务：数据库执行的一系列操作，这些操作要么全部执行，要么全部不执行。
若要把多个操作放在一个事务范围内，需要手动 开启事务，提交事务，回滚事务

-- 查询事务提交方式
select @@autocommit;		-- 1. 自动提交，0. 手动提交
-- 设置事务手动提交
set @@autocommit = 0;
-- 提交事务
commit;
-- 回滚事务
rollback;
-- 开启事务
start transaction;	# 方式 1
begin;				# 方式 2

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1.2 事务的特性

• 原子性（Atomicity）：事物是一组不可分割的最小操作单元。要么全部成功，要么全部失败
• 一致性（Consistency）：事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态
• 隔离性（Isolation）：事物在不受外部并发操作影响的独立环境下运行
• 持久性（Durability）：事务一旦提交或回滚，对数据库中的数据改变是永久的

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二、事务并发问题

1. 脏读一个事务读到另一个事务还没提交的数据
2. 不可重复读一个事务先后读取同一条记录，但两读读取的数据不一致
3. 幻读一个事务按条件查询数据时，没有对应的数据行，但是在插入数据时，又发现这行数据存在

假设有事务A、事务B、表 tb

脏读：    
        A 修改 tb 中的数据，但是还没有提交（commit）
        B 读 tb 中的数据，读到了未提交的数据

事务的操作只有提交了才会生效，刷新到磁盘中。由于事务A还没有提交，A的修改只写入了缓冲池，此时B读到了A修改的缓冲池的数据，读到了 “脏东西”。因为 A 不一定会提交，有可能是错误数据最后 rollback 回滚。

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不可重复读：    
        A 先读了一条记录，发现是(1,2,3,4,5)
        B 修改了该条记录，改为(a,b,c,d,e)
        B 提交（commit）
        A 第二次读该记录，发现是(a,b,c,d,e)

重点看事务  A ,在同一个事务中先后读取同一条记录，但是两次读到的数据不一致
注意，B 执行了 commit。如果 B 没有执行 commit，那是脏读

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幻读：
        1. A 先读一条记录，发现没有该记录
        2. B 插入该记录，并提交
        3. A 尝试插入一条记录，发现插入不进去，存在该记录
        4. A 再次查询该记录，发现还是不存在

B 插入了该记录，并提交。那么 A 能查到该记录吗？
不能。如果 A 能查到该记录，那么 1 3 步骤查到的数据肯定不一样，这叫什么？这叫不可重复读。这点也是不可重复读和幻读的第 1 个区别。

B 插入了该记录，并提交。那么 A 能插入该记录吗？
也不能。。。比如主键唯一，unique

幻读是针对 insert 插入语句，不可重复读针对 update 和 delete 语句。这是不可重复读和幻读的第 2 个区别

查询查不到，插入又显示已经存在。就像出现幻觉了一样

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三、事务隔离级别

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
read uncommitted	1	1	1
read committed（oracle 默认）	0	1	1
repeatable read（mysql 默认）	0	0	1
serializable	0	0	0

1 表示在该隔离级别下会出现该种问题，0反之
事务的隔离级别越低，并发能力越高，越容易出现问题

-- 查看事务隔离级别
select @@transaction_isolation;
-- 设置事务隔离级别
set session|global transaction isolation level xxx;	# xxx 为隔离级别
# global 对全局隔离级别生效，后面获取的连接都会生效
# session 仅对当前会话生效

read uncommitted （读未提交）。这种隔离级别会读到未提交的数据，会出现脏读问题
read committed（读已提交）。读已提交的数据，如果 B 在 A 事务过程中提交，A 会在一个事务中读一条记录，两次查询结果不同，会出现不可重复读问题
repeatable read（可重复读）。在一个事务 A 中，无论 B 是否提交改变，A 查询到的结果在事务 A 中都是相同的。但是如果 B 插入并提交，A 就无法插入。查询不存在，插入显示存在，会出现幻读问题
serializable（序列化）。如果 A 查询记录不存在，B 打算插入，B 会被阻塞。等 A 提交后 B 才会继续执行，避免幻读问题

四、sql 演示

4.1 脏读

1. 先创建一张银行帐户表，往里面添加用户。左边为事务 A ，右边事务 B
   
   
2. 设置两个事务，提交类型为手动提交，事务隔离级别为 read uncommitted，开启事务。以下操作在注释中，用1. 2. 3. 表示代码执行过程
   
   事务 A 查询到了 事务 B 未提交的数据。张三并没有真的扣去1000元。该事务还没提交，可能 rollback 回滚了，对吧？

解决办法是，把事务的隔离级别设置为 read committed

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4.2 不可重复读

read committed 下会出现不可重复读的问题

解决办法是，把事务的隔离级别设置为 repeatable read

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4.3 幻读

repeatable read 下会出现幻读问题

== serializable== 解决幻读问题

由于 A 已经查询过记录，所以 当B尝试插入的时候，会被阻塞。等待 事务 A 提交后，B 才会继续执行。从而避免幻读的问题
注意，查询的是 id = 4，而不是姓名等于赵四。因为 id 是主键唯一，如果是赵四，无论 B 是否插入赵四，A都可以再插入一条名叫赵四的帐户，不会出现幻读

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五、演示代码

事务a

CREATE DATABASE bank;
USE bank;
CREATE TABLE account (
    id INT PRIMARY KEY COMMENT 'id',
    name VARCHAR(20) COMMENT '姓名',
    money DECIMAL(12, 2) COMMENT '帐户余额'
) COMMENT '帐户表';
INSERT INTO account (id, name, money) values
                    (1, '张三', 5000),
                    (2, '李四', 3000),
                    (3, '王五', 4000);
USE bank;
-- 事务 A
SET @@AUTOCOMMIT = 0;   # 设置手动提交
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED ; # 事务隔离级别
START TRANSACTION ;     # 开启事务
# 1. A 先查询 account 表中，张三有多少钱
SELECT * FROM bank.account WHERE NAME = '张三' ;
            # 结果：1,张三,5000.00
# 3. A 再查 张三有多少钱
SELECT * FROM bank.account WHERE NAME = '张三' ;
            # 1,张三,4000.00
# 关闭事务
COMMIT;

-- read committed 解决 脏读问题
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED ;

# 1. A 先查询 account 表中，张三有多少钱
SELECT * FROM bank.account WHERE NAME = '张三' ;
            # 结果：1,张三,5000.00
# 3. A 再查 张三有多少钱
SELECT * FROM bank.account WHERE NAME = '张三' ;
            # 1,张三,5000.00，未读到 事务 B 中未提交的数据，无脏读问题
# 关闭事务
COMMIT;


-- read committed 下出现不可重复读的问题
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED ;
# 1. A 先查询 account 表中，张三有多少钱
SELECT * FROM bank.account WHERE NAME = '张三' ;
            # 结果：1,张三,5000.00
# 4. A 再查 张三有多少钱
SELECT * FROM bank.account WHERE NAME = '张三' ;
            # 1,张三,4000.00，读到 事务 B 中已提交的数据，出现不可重复读的问题
# 关闭事务
COMMIT;

-- repeatable read 解决不可重复读问题
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ ;
# 1. A 先查询 account 表中，张三有多少钱
SELECT * FROM bank.account WHERE NAME = '张三' ;
            # 结果：1,张三,5000.00
# 4. A 再查 张三有多少钱
SELECT * FROM bank.account WHERE NAME = '张三' ;
            # 1,张三,5000.00，未读到事务B中已提交的数据，未出现不可重复读的问题
# 关闭事务
COMMIT;


-- repeatable read 出现幻读问题
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ ;

START TRANSACTION ;
# 1. A 先查询用户 4 是否存在
SELECT * FROM account WHERE id = 4;
            # 查询结果为空
# 4. A 向表中添加用户4
INSERT INTO account (id, name, money) value
                    (4, '赵四', 0);
            # 报错，已存在该用户
# [2023-06-24 20:33:06] [23000][1062]
# Duplicate entry '4' for key 'account.PRIMARY'
COMMIT ;

-- serializable 解决幻读问题
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE ;
START TRANSACTION ;
# 1. A 先查询 id 为 4 的用户是否存在
SELECT * FROM account WHERE id = 4;
            # 查询结果为空
# 4. A 向表中添加用户赵四, 添加成功
INSERT INTO account (id, name, money) value
                    (4, '赵四', 0);
# 15 A 再次查询用户 赵四 是否存在
SELECT * FROM account WHERE id = 4;
            # 查询成功
COMMIT ;

事务b

USE bank;
-- 事务 B
SET @@AUTOCOMMIT = 0;   # 设置手动提交
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED ; # 事务隔离级别
START TRANSACTION ;     # 开启事务
# 2. B 从张三帐户中扣去 1000 元，转移到李四的帐户
UPDATE bank.account SET money = money - 1000 WHERE NAME = '张三' ;
# 关闭事务，撤回扣钱操作
ROLLBACK;

-- read committed 解决 脏读问题
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED ;

START TRANSACTION ;     # 开启事务
# 2. B 从张三帐户中扣去 1000 元，转移到李四的帐户
UPDATE bank.account SET money = money - 1000 WHERE NAME = '张三' ;
# 关闭事务，撤回扣钱操作
ROLLBACK;


-- read committed 下出现不可重复读的问题
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED ;
# 2. B 从张三帐户中扣去 1000 元，转移到李四的帐户
UPDATE bank.account SET money = money - 1000 WHERE NAME = '张三' ;
# 3. 提交事务，确认扣钱操作
COMMIT ;

# 把张三的钱恢复到 5000
UPDATE account SET money = money + 1000 WHERE NAME = '张三';

-- repeatable read 解决不可重复读问题
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ ;
# 2. B 从张三帐户中扣去 1000 元，转移到李四的帐户
UPDATE bank.account SET money = money - 1000 WHERE NAME = '张三' ;
# 3. 提交事务，确认扣钱操作
COMMIT ;




-- repeatable read 出现幻读问题
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ ;

START TRANSACTION ;
# 2. B 向表中添加用户 4
INSERT INTO account (id, name, money) value
                    (4, '赵四', 0);
# 3. 提交
COMMIT;

# 删除用户 4
DELETE FROM account WHERE id = 4;



-- serializable 解决幻读问题
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE ;
START TRANSACTION ;
# 2. B 向表中添加用户 4
INSERT INTO account (id, name, money) value
                    (4, '赵四', 0);
        # 由于 A 查询过 用户4，B 被阻塞
# 3. 提交
COMMIT;