我們設想一個場景，這個場景中我們需要插入多條相關聯(lián)的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫，不幸的是，這個過程可能會遇到下面這些問題：

• 數(shù)據(jù)庫中途突然因為某些原因掛掉了。
• 客戶端突然因為網(wǎng)絡原因連接不上數(shù)據(jù)庫了。
• 并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫時，多個線程同時寫入數(shù)據(jù)庫，覆蓋了彼此的更改。
• …

上面的任何一個問題都可能會導致數(shù)據(jù)的不一致性。為了保證數(shù)據(jù)的一致性，系統(tǒng)必須能夠處理這些問題。事務就是我們抽象出來簡化這些問題的首選機制。

事務的概念起源于數(shù)據(jù)庫，目前已經(jīng)成為一個比較廣泛的概念。

何謂事務？

一個事情由n個單元組成，這n個單元在執(zhí)行過程中，要么同時成功，要么同時失敗，這就把n個單元放在了一個事務之中。

舉個簡單的例子：在不考慮試題正確與否的前提下，一張試卷由多個題目構成，當你答完題交給老師的時候是將一整張試卷交給老師，而不是將每道題單獨交給老師，在這里試卷就可以理解成一個事務。

事務的特性：ACID

A：原子性（Atomicity），原子性是指事務是一個不可分割的工作單位，事務中的操作，要么都發(fā)生，要么都不發(fā)生。

例：假設你在購物車里添加了兩件衣服：上衣和褲子，當你把兩件衣服作為一個訂單提交支付的時候，要么兩件衣服一起支付成功，要么都失敗，不可能存在上衣付完錢了，褲子還沒付完的情況，反之亦然。

C：一致性（Consistency），在一個事務中，事務前后數(shù)據(jù)的完整性必須保持一致。

例：假設用戶A和用戶B兩者的錢加起來一共是200，那么不管A和B之間如何轉賬，轉幾次賬，事務結束后兩個用戶的錢相加起來應該還得是200，這就是事務的一致性。

I：隔離性（Isolation），存在于多個事務中，事務的隔離性是指多個用戶并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫時，一個用戶的事務不能被其它用戶的事務所干擾，多個并發(fā)事務之間數(shù)據(jù)要相互隔離。

例：對于任意兩個并發(fā)的事務T1和T2，在事務T1看來，T2要么在T1開始之前就已經(jīng)結束，要么在T1結束之后才開始，這樣每個事務都感覺不到有其他事務在并發(fā)地執(zhí)行。

D：持久性（Durability），持久性是指一個事務一旦被提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就是永久性的，接下來即使數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障也不應該對其有任何影響。

例：我們在操作數(shù)據(jù)庫時，事務提交或者回滾都會直接改變數(shù)據(jù)庫中的值。

AID是手段，C是目的，AID都是為了保證數(shù)據(jù)的一致性。

事務的操作

在使用事務之前，首先我們要開啟事務，我們可以通過start或者begin命令開啟事務；如果我們想提交事務可以手動執(zhí)行commit命令，如果我們想回滾事務，可以執(zhí)行rollback命令。

# 開啟一個事務
START TRANSACTION;
# 多條 SQL 語句
SQL1,SQL2...
## 提交事務
COMMIT;

注：在MySQL中事務的提交是默認開啟的，可以執(zhí)行show variables like 'autocommit'命令查看，如果是ON則證明自動提交已經(jīng)開啟，如果為OFF則需要手動提交。

隔離性引發(fā)的并發(fā)問題

1）臟讀：B事務讀取到了A事務尚未提交的數(shù)據(jù)；

一個事務讀取數(shù)據(jù)并且對數(shù)據(jù)進行了修改，這個修改對其他事務來說是可見的，即使當前事務沒有提交。這時另外一個事務讀取了這個還未提交的數(shù)據(jù)，但第一個事務突然回滾，導致數(shù)據(jù)并沒有被提交到數(shù)據(jù)庫，那第二個事務讀取到的就是臟數(shù)據(jù)，這也就是臟讀的由來。

2）不可重復讀：B事務讀到了A事務已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，即B事務在A事務提交之前和提交之后讀取到的數(shù)據(jù)內(nèi)容不一致（AB事務操作的是同一條數(shù)據(jù)）；

事務 1 讀取某表中的數(shù)據(jù) A=20，事務 2 也讀取 A=20，事務 1 修改 A=A-1，事務 2 再次讀取 A =19，此時讀取的結果和第一次讀取的結果不同。

3）幻讀/虛讀：B事務讀到了A事務已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，即A事務執(zhí)行插入操作，B事務在A事務前后讀到的數(shù)據(jù)數(shù)量不一致。

事務 2 讀取某個范圍的數(shù)據(jù)，事務 1 在這個范圍插入了新的數(shù)據(jù)，事務 2 再次讀取這個范圍的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)相比于第一次讀取的結果多了新的數(shù)據(jù)。

不可重復讀和幻讀有什么區(qū)別

• 不可重復讀的重點是內(nèi)容修改或者記錄減少比如多次讀取一條記錄發(fā)現(xiàn)其中某些記錄的值被修改；
• 幻讀的重點在于記錄新增比如多次執(zhí)行同一條查詢語句（DQL）時，發(fā)現(xiàn)查到的記錄增加了。

幻讀其實可以看作是不可重復讀的一種特殊情況，單獨把區(qū)分幻讀的原因主要是解決幻讀和不可重復讀的方案不一樣。

舉個例子：執(zhí)行 delete 和 update 操作的時候，可以直接對記錄加鎖，保證事務安全。而執(zhí)行 insert 操作的時候，由于記錄鎖（Record Lock）只能鎖住已經(jīng)存在的記錄，為了避免插入新記錄，需要依賴間隙鎖（Gap Lock）。也就是說執(zhí)行 insert 操作的時候需要依賴 Next-Key Lock（Record Lock+Gap Lock） 進行加鎖來保證不出現(xiàn)幻讀。

事務的隔離級別

為了解決以上隔離性引發(fā)的并發(fā)問題，數(shù)據(jù)庫提供了事物的隔離機制。

• read uncommitted（讀未提交）: 一個事務還沒提交時，它做的變更就能被別的事務看到，讀取尚未提交的數(shù)據(jù)，哪個問題都不能解決；
• read committed（讀已提交）：一個事務提交之后，它做的變更才會被其他事務看到，讀取已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，可以解決臟讀 ---- oracle默認的；
• repeatable read（可重復讀）：一個事務執(zhí)行過程中看到的數(shù)據(jù)，總是跟這個事務在啟動時看到的數(shù)據(jù)是一致的，可以解決臟讀和不可重復讀 —mysql默認的；
• serializable（串行化）：顧名思義是對于同一行記錄，“寫”會加“寫鎖”，“讀”會加“讀鎖”。當出現(xiàn)讀寫鎖沖突的時候，后訪問的事務必須等前一個事務執(zhí)行完成，才能繼續(xù)執(zhí)行?？梢越鉀Q臟讀、不可重復讀和虛讀—相當于鎖表。

雖然serializable級別可以解決所有的數(shù)據(jù)庫并發(fā)問題，但是它會在讀取的每一行數(shù)據(jù)上都加鎖，這就可能導致大量的超時和鎖競爭問題，從而導致效率下降。所以我們在實際應用中也很少使用serializable，只有在非常需要確保數(shù)據(jù)的一致性而且可以接受沒有并發(fā)的情況下，才考慮采用該級別。

MySQL 的隔離級別是基于鎖實現(xiàn)的嗎？

MySQL 的隔離級別基于鎖和 MVCC 機制共同實現(xiàn)的。

SERIALIZABLE 隔離級別是通過鎖來實現(xiàn)的，READ-COMMITTED 和 REPEATABLE-READ 隔離級別是基于 MVCC 實現(xiàn)的。不過， SERIALIZABLE 之外的其他隔離級別可能也需要用到鎖機制，就比如 REPEATABLE-READ 在當前讀情況下需要使用加鎖讀來保證不會出現(xiàn)幻讀。

默認隔離級別

MySQL InnoDB 存儲引擎的默認支持的隔離級別是 REPEATABLE-READ（可重復讀）。我們可以通過 SELECT @@tx_isolation;命令來查看，MySQL 8.0 該命令改為SELECT @@transaction_isolation;

# 開啟一個事務
START TRANSACTION;
# 多條 SQL 語句
SQL1,SQL2...
## 提交事務
COMMIT;

從上面對 SQL 標準定義了四個隔離級別的介紹可以看出，標準的 SQL 隔離級別定義里，REPEATABLE-READ(可重復讀)是不可以防止幻讀的。

但是 InnoDB 實現(xiàn)的 REPEATABLE-READ 隔離級別其實是可以解決幻讀問題發(fā)生的，主要有下面兩種情況：

• 快照讀 ：由 MVCC 機制來保證不出現(xiàn)幻讀。
• 當前讀 ：使用 Next-Key Lock（臨鍵鎖） 進行加鎖來保證不出現(xiàn)幻讀，Next-Key Lock 是行鎖（Record Lock）和間隙鎖（Gap Lock）的結合，行鎖只能鎖住已經(jīng)存在的行，為了避免插入新行，需要依賴間隙鎖。

InnoDB 存儲引擎在分布式事務的情況下一般會用到 SERIALIZABLE 隔離級別。

解決幻讀的方法

解決幻讀的方式有很多，但是它們的核心思想就是一個事務在操作某張表數(shù)據(jù)的時候，另外一個事務不允許新增或者刪除這張表中的數(shù)據(jù)了。解決幻讀的方式主要有以下幾種：

• 將事務隔離級別調(diào)整為 SERIALIZABLE 。
• 在可重復讀的事務級別下，給事務操作的這張表添加表鎖。
• 在可重復讀的事務級別下，給事務操作的這張表添加 Next-key Lock（Record Lock+Gap Lock）

總結

看到這，你對事務是否已經(jīng)有了清晰的認識？接下來我們就簡單總結下今天的知識點：

• 事務的概念：一個事情由n個單元組成，這n個單元在執(zhí)行過程中，要么同時成功，要么同時失敗，這就把n個單元放在了一個事務之中。
• 事務的特性：ACID
• 事務的操作：開啟事務、提交事務、回滾事務
• 事務的隔離級別：讀未提交、讀已提交、可重復讀、串行化
• 解決幻讀的方法：鎖機制和MVCC機制

以上就是一文帶你徹底了解MySQL事務機制的詳細內(nèi)容，更多關于MySQL事務機制的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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