对数据库事务理解以及脏读、不可重复读以及幻读问题

小咪咪 2024-03-30 10:10 40阅读 0赞

**引言**

事务就是能够把多个SQL给打包在一起，变成一个整体。因为有些操作是需要作为一个整体来完成的，比如转账操作，A给B转账100，那么A的账户余额就会减100，B的账户余额就会加100。如果在A转账的过程中，因为某些原因只执行到一半，那么A的账户减100，B的账户却没有加100，显然这种是不正确的状态。事务就是要保证避免出现这种不科学的状态，把整个转账操作打包成一个整体，要么全部执行，要么一个都不执行。关于事务把操作打包成一个整体，就叫做“原子性”，这也是事务最核心的特性。

关于在执行过程中出错，就一条都不执行，这里并不代表一条都没有执行，而是出错之后，自动恢复到执行之前的样子，在外界看来就是一条都没执行的样子。这里面涉及到了一个关键操作，“回滚”。回滚就是把执行过的操作逆向恢复回去，类似于ctrl+Z。数据库会把执行的每个操作都记录下来，如果某个操作出错，就会把事务中前面的操作进行回滚。根据之前进行的操作，进行逆向操作，前面是插入，回滚就删除，前面是删除，回滚就插入，前面是修改，回滚就改回去。关于保存操作记录是有很大开销的，一般地就把正在执行的事务的操作给记录下来。

**事务的使用**

1.开启事务：start transaction;

2.执行多条SQL语句

3.回滚或提交：rollback/commit; （开启事务之后,中间的这些sql不会立即就执行,而是先等commit再统一执行，保证原子性，rollback主动进行回滚）

rollback即是全部失败，commit即是全部成功。

示例：

start transaction;

\-- A账户减少100

update accout set money=money-100 where name = 'A';

\-- B账户增加100

update accout set money=money+100 where name = 'B';

commit;

**数据库的事务主要有四大特征：**

1.原子性：这是事务的初心，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。

2.一致性：事务执行前执行后都必须是数据合法的状态。一致性是事务要解决的问题，也是要依赖原子性来实现的，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。

3.持久性：事务产生的修改，都是会写入硬盘的，即使程序重启或主机重启或掉电，事务都是可以正常工作的，保证修改是有效的。

4.隔离性：一个数据库服务器同时执行多个事务的时候，事务之间的相互影响程度。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）。

**谈谈脏读、不可重复读以及幻读问题**

**关于MySQL提供的四个隔离级别：**

mysql服务器要同时给多个客户端提供服务，此时多个客户端之间,可能会同时发起事务，尤其是这多个事务在操作同一个数据库的同一个表的时候,就很有可能引起一些麻烦。如果隔离性越高,就意味着事务之间的并发程度越低，执行效率是越慢，但是数据的准确性是越高的。如果隔离性越低,就意味着事务之间的并发程度越高，执行效率是越快，但是数据的准确性是越低的。

MySQL提供的四个隔离级别，根据实际需求选择不同的隔离级别。

1.如果事务B正在写数据，然而事务A也在读取数据，因为针对的是同一份数据，那么这种情况就属于“脏读”问题，在这个场景下，事务间是完全并发的，没有任何限制，这个级别就是read uncommitted。为了解决“脏读”问题，就是降低并发性，提高隔离性，也就是给“写操作”加锁。比如事务B在写数据的时候，事务A是不能读取的。

2.为了解决“脏读”问题，给“写操作”加锁了，所以A只能在B写入完成之后才能读取，这个级别就是read committed。但是又引入了新的问题，当A正在读取数据的时候，这个时候B又开始写入数据了，导致A读取数据一半的时候后面的数据就变了。在一个事务中，连续两次读取的数据的结果不一致，这就是“不可重复读”问题。为了解决“不可重复读”问题，那么给“读操作”也加锁了，在A读取数据的时候，是不能写入数据的。这两个事务之间的并发程度被进一步降低了，隔离性进一步的提高了，运行速度进一步降低了，但是数据准确性进一步提高了。

3.为了解决“不可重复读”问题，给“写操作”和“读操作”都加锁了，这个级别就是repeatable read，针对同一个代码文件来说，事务B在写入数据的时候，事务A不能进行读取，同样，事务A在进行读取数据的时候，事务B也是不能进行写入数据的。但是随着又引入了新的问题，既然B在写入数据的时候，A不能进行读取，同样A在读取数据的时候，B不能写入数据，但是他们都不是一直傻等着的，他们各自也会去做其他的事情，比如新增或删除其他文件。此时，虽然读取的代码内容没有变，但是会发现文件的数量有变化，例如这种情况，在同一个事务中，两次读到的结果集不相同，这就是“幻读”问题。为了解决“幻读”问题，就只有实现串行化，完全舍弃并发，比如B在写入数据的时候，A什么都不干，就干等着，这个级别就是serializable。

总结：MySQL提供的四个隔离级别

1.read uncommitted（读未提交）：不做任何限制，事务之间都是随意并发执行的，并发程度最高，隔离性最低，会产生脏读+不可重复读+幻读。

2.read committed（读已提交）：对写操作加锁了，并发程度降低了，隔离性提高了。解决了脏读问题,仍然存在不可重复读＋幻读。

3.repeatable read（可重复读）：对写和读都加锁了，并发程度又降低了，隔离性又提高了．解决了脏读＋不可重复读,可能存在幻读问题。

4.serializable（串行化）：严格串行化，并发程度最低(串行执行的)隔离性最高。解决了脏读＋不可重复读＋幻读问题，执行速度最慢的。

MySQL的隔离级别是通过MySQL的配置文件来进行调整的，在开发中，根据实际问题的需求场景来决定选用哪一个级别。其中MySQL的默认级别是repeatable read。