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標題索引
事務作用
事務流程
隔離級別
實例驗證
事務作用
事務是確保數據庫系統數據的完整性的功能,如現在互聯網行業支付業務,不管服務器出于什么原因異常中斷,客戶要么支付成功要么支付不成功,支付成功數據庫金額即會發生變化,支付不成功客戶的金額就不發生變化,確保了交易業務的穩定性。支持事物的引擎必須滿足ACID,滿足ACID后才能滿足事物,另外事物的回滾或恢復主要靠事物日志來完成,ACID含義分別如下:
A:atomicity(原子性):整個事物中所有的操作為命令執行最小單元,全部執行、執行一半失敗回滾或失敗回滾;
C:consistency(一致性):數據庫從一個狀態轉化為另外一個狀態,狀態在轉化前和轉換后一致;
I:isolation(隔離性):一個事物所做出的操作在提交之前,是不能被其他所見,因此隔離就出現多種隔離級別,具體包括read-uncommitted讀為提交、read-committed讀提交、repeatable-read可重復讀和serializable串行化;
D:durability(持久性):一旦事物提交,所做的會永久性保存數據庫中。
事務流程
事務的工作流程具體可見下圖
圖1-1 事物工作流程
由上圖可知,當數據庫通過start transaction啟動一個事物,啟動事物后對數據庫進行一系列的操作,最后提交事物,提交事物又有兩種,第一種為commit提交,第二種rollback回滾,一旦提交事物數據庫即處于新的狀態保持持久性。另外在防止數據庫在事物提交后數據從內存寫入磁盤時,操作系統異常掉電導致無法保存,而啟用日志功能,只要啟用事物日志功能,事物先在磁盤連續空間寫寫日志,然后通過內存同步到磁盤,確保萬一內存同步磁盤時機器異常掉電,通過事物日志進行恢復數據庫數據。
隔離級別
隔離級別(INNODB默認隔離級別為repeatable read):
READ UNCOMMITTED(讀未提交):此種隔離級別帶來問題有臟讀和不可重復讀。
READ COMMITTED(讀提交):此種隔離級別解決了臟讀,但仍然有不可重復度。
REPEATABLE READ(可重讀):此種隔離級別解決了臟讀和不可重復讀,帶來問題幻讀。
SERIALIZABLE(可串行化):此種隔離級別解決了臟讀、不可重復度和幻讀,但帶來的問題是加鎖讀。
問題解釋:
臟讀:當用戶A修改數據但未提交,此時B用戶讀A修改后的數據,但是A用戶將數據進行rollback回滾,因此B用戶看到的是錯誤的數據;
不可重復讀:如用戶A啟動一個事務設置某一值設為ON,經查詢已經為ON狀態,但B用戶修改數值為OFF并提交,此時用戶A再次查詢時發現值又為OFF,或者數據庫中又多了一條語句,表現為在同一事務中每次查詢數據庫總是不一致;
幻讀:當用戶A用戶在同一事務中看到某一值為ON,用戶B已經將值修改為OFF,并且已經提交,用戶B看到的值為OFF,但用戶A在此事務中一直看到的為ON,底層數據確實被修改為OFF,因此就體現了幻讀,除非提交后再次生成一個事務查看值才為OFF;
加鎖讀:讀數據時加鎖,此時別人無法再讀。
實例驗證
根據理論概述,進行驗證事物的工作流程和隔離級別,確保透徹了解事物的原理,具體操作如下
MariaDB [(none)]> show processlist; #查看數據庫的進程列表,顯示有兩終端連接 +----+------+-----------+------+---------+------+-------+------------------+----------+ | Id | User | Host | db | Command | Time | State | Info | Progress | +----+------+-----------+------+---------+------+-------+------------------+----------+ | 2 | root | localhost | NULL | Sleep | 23 | | NULL | 0.000 | | 10 | root | localhost | NULL | Query | 0 | NULL | show processlist | 0.000 | +----+------+-----------+------+---------+------+-------+------------------+----------+ 2 rows in set (0.00 sec) MariaDB [(none)]> show global variables like 'tx_isolation'; #驗證事物的隔離級別 +---------------+-----------------+ | Variable_name | Value | +---------------+-----------------+ | tx_isolation | REPEATABLE-READ | +---------------+-----------------+ 1 row in set (0.00 sec)
驗證隔離級別 READ UNCOMMITTED(存在臟讀、不可重復讀)
第一步:創建表并插入數據
MariaDB [test]> create table employee(id int,name varchar(20),age char(3)); #創建表 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> insert into employee values(1,'tangseng',38),(2,'sunwukong',505),(3,'zhubajie',485),(4,'shaheshang',408); #給表中添加用戶 Query OK, 4 rows affected (0.01 sec) Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0
第二步:在兩個數據庫連接線程的會話變量中設置隔離級別為READ-UNCOMMITTED
會話1 MariaDB [(none)]> set tx_isolation='READ-UNCOMMITTED'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> start transaction; #開啟事物 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
會話2 MariaDB [(none)]> set tx_isolation='READ-UNCOMMITTED'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [(none)]> MariaDB [test]> start transaction; #開啟事物 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
第三步:兩邊同時啟用事物,其中會話1添加bailongma,但不提交,在會話2上查看驗證
會話1 #插入數據但未提交,會話2上查詢后驗證 MariaDB [test]> insert into employee values(5,'bailongma',300); Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 會話2 #經查詢驗證會話1尚未提交已經可以讀取,若會話1回滾,會話2讀取數據為臟數據 MariaDB [test]> select * from employee; +------+------------+------+ | id | name | age | +------+------------+------+ | 1 | tangseng | 38 | | 2 | sunwukong | 505 | | 3 | zhubajie | 485 | | 4 | shaheshang | 408 | | 5 | bailongma | 300 | +------+------------+------+ 5 rows in set (0.00 sec)
驗證隔離級別READ-COMMITTED(解決臟讀問題,存在不可重復讀)
第一步:創建表并插入數據
MariaDB [test]> create table employee(id int,name varchar(20),age char(3)); #創建表 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> insert into employee values(1,'tangseng',38),(2,'sunwukong',505),(3,'zhubajie',485),(4,'shaheshang',408); #給表中添加用戶 Query OK, 4 rows affected (0.01 sec) Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0
第二步:在兩個數據庫連接線程的會話變量中設置隔離級別為READ-COMMITTED
會話1 MariaDB [(none)]> set tx_isolation='READ-COMMITTED'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> start transaction; #開啟事務 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
會話2 MariaDB [(none)]> set tx_isolation='READ-COMMITTED'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> start transaction; #開啟事務 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
第三步:在兩個連接數據庫的線程進程添加bailongma,但不提交進行驗證
會話1 MariaDB [test]> insert into employee values(5,'bailongma',305); Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 會話2 #在會話1未提交時,會話2是無法讀取數據 MariaDB [test]> select * from employee; +------+------------+------+ | id | name | age | +------+------------+------+ | 1 | tangseng | 38 | | 2 | sunwukong | 505 | | 3 | zhubajie | 485 | | 4 | shaheshang | 408 | +------+------------+------+ 4 rows in set (0.00 sec)
第四步:在連會話1上進行提交,然后在會話2上進行驗證
會話1 MariaDB [test]> commit; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) 會話2 MariaDB [test]> select * from employee; +------+------------+------+ | id | name | age | +------+------------+------+ | 1 | tangseng | 38 | | 2 | sunwukong | 505 | | 3 | zhubajie | 485 | | 4 | shaheshang | 408 | | 5 | bailongma | 305 | +------+------------+------+ 5 rows in set (0.00 sec) #說明讀提交可以解決臟讀的問題
驗隔離級別REPEATABLE READ(解決臟讀和重復讀的問題,帶來新的問題幻讀)
第一步:創建表并插入數據
MariaDB [test]> create table employee(id int,name varchar(20),age char(3)); #創建表 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> insert into employee values(1,'tangseng',38),(2,'sunwukong',505),(3,'zhubajie',485),(4,'shaheshang',408); #給表中添加用戶 Query OK, 4 rows affected (0.01 sec) Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0
第二步:在兩個數據庫連接線程的會話變量中設置隔離級別為REPEATABLE-READ
會話1 MariaDB [(none)]> set tx_isolation='REPEATABLE-READ'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> start transaction; #開啟事務 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
會話2 MariaDB [(none)]> set tx_isolation='REPEATABLE-READ'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> start transaction; #開啟事務 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
第三步:先會話2中開啟一個事物查詢表中數據,然后在會話1中添加bailongma用戶,再次在會話2中的同一事務中查看表中數據(發現會話1中數據已經發生變化,會話2的同一事物中任然是之前的數據,因此解決了事物的可重復讀)
會話2 #開啟一個事物并查詢表中數據 MariaDB [test]> select * from employee; +------+------------+------+ | id | name | age | +------+------------+------+ | 1 | tangseng | 38 | | 2 | sunwukong | 505 | | 3 | zhubajie | 485 | | 4 | shaheshang | 408 | +------+------------+------+ 4 rows in set (0.00 sec) 會話1 #添加bailongma數據后,提交并查詢 MariaDB [test]> insert into employee values(5,'bailongma',305); Query OK, 1 row affected (0.00 sec) MariaDB [test]> commit; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> select * from employee; +------+------------+------+ | id | name | age | +------+------------+------+ | 1 | tangseng | 38 | | 2 | sunwukong | 505 | | 3 | zhubajie | 485 | | 4 | shaheshang | 408 | | 5 | bailongma | 305 | +------+------------+------+ 5 rows in set (0.00 sec) 會話2 #在會話2上再次查詢,結果任然是4條數據,原因是會話2上的事物并未提交,并且解決了可重復讀,因此只能看到4條,除非提交事物后再次查詢; MariaDB [test]> select * from employee; +------+------------+------+ | id | name | age | +------+------------+------+ | 1 | tangseng | 38 | | 2 | sunwukong | 505 | | 3 | zhubajie | 485 | | 4 | shaheshang | 408 | +------+------------+------+ 4 rows in set (0.00 sec) MariaDB [test]> select * from employee; +------+------------+------+ | id | name | age | +------+------------+------+ | 1 | tangseng | 38 | | 2 | sunwukong | 505 | | 3 | zhubajie | 485 | | 4 | shaheshang | 408 | | 5 | bailongma | 305 | +------+------------+------+ 5 rows in set (0.00 sec)
驗隔離級別SERIALIZABLE(解決重復讀的問題,需注意每次操作都需要重啟新的事物和提交,因為有加鎖,一個事物只能是一組語句)
第一步:創建表并插入數據
MariaDB [test]> create table employee(id int,name varchar(20),age char(3)); #創建表 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> insert into employee values(1,'tangseng',38),(2,'sunwukong',505),(3,'zhubajie',485),(4,'shaheshang',408); #給表中添加用戶 Query OK, 4 rows affected (0.01 sec) Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0
第二步:在兩個數據庫連接線程的會話變量中設置隔離級別為SERIALIZABLE
會話1 MariaDB [(none)]> set tx_isolation='SERIALIZABLE'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> start transaction; #開啟事物 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
會話2 MariaDB [(none)]> set tx_isolation='SERIALIZABLE'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) MariaDB [test]> start transaction; #開啟事物 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
第三步:當會話1上進行插入bailongma用戶前,在會話2上進查詢并提交,會話1添加bailongma并提交,然后再次在會話2上進行查詢
會話1 #添加用戶后,并未提交 MariaDB [test]> insert into employee values(5,'bailongma',305); Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 會話2 #在會話1上未提交時,會話1對表進行加鎖,因此會話2上時無法查詢,因此解決幻讀 MariaDB [test]> select * from employee; ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
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