一、事務(wù)

事務(wù)（Transaction）是訪問和更新數(shù)據(jù)庫的程序執(zhí)行單元；事務(wù)中可能包含一個(gè)或多個(gè)sql語句，這些語句要么都執(zhí)行，要么都不執(zhí)行。MySQL中默認(rèn)采用的是自動(dòng)提交（autocommit），在自動(dòng)提交模式下，如果沒有start transaction顯式地開始一個(gè)事務(wù)，那么每個(gè)sql語句都會(huì)被當(dāng)做一個(gè)事務(wù)執(zhí)行提交操作。

start transaction;   #1.開始事務(wù)
……  #一條或多條sql語句
commit; #2.提交事務(wù)

1.自動(dòng)提交（autocommit）

可以關(guān)閉autocommit（set autocommit = 0)；需要注意的是，autocommit參數(shù)是針對(duì)連接的，在一個(gè)連接中修改了參數(shù)，不會(huì)對(duì)其他連接產(chǎn)生影響。如果關(guān)閉了autocommit，則所有的sql語句都在一個(gè)事務(wù)中，直到執(zhí)行了commit或rollback，該事務(wù)結(jié)束，同時(shí)開始了另外一個(gè)事務(wù)。

2. 特殊操作

在MySQL中，存在一些特殊的命令，如果在事務(wù)中執(zhí)行了這些命令，會(huì)馬上強(qiáng)制執(zhí)行commit提交事務(wù)；如DDL語句(create table/drop table/alter/table)、lock tables語句等等。不過，常用的select、insert、update和delete命令，都不會(huì)強(qiáng)制提交事務(wù)。

二、事務(wù)的ACID特性

1.原子性(Atomicity)：

1.1.定義

指的是整個(gè)事務(wù)要么全部成功，要么全部失敗,如果事務(wù)中一個(gè)sql語句執(zhí)行失敗，則已執(zhí)行的語句rollback也必須回滾，數(shù)據(jù)庫退回到事務(wù)前的狀態(tài)。

1.2.實(shí)現(xiàn)原理：undo log

InnoDB通過undolog保證rollback的時(shí)候能找到之前的數(shù)據(jù)。生成的undo log中會(huì)包含被修改行的主鍵(知道修改了哪些行)、修改了哪些列、這些列在修改前后的值等信息。當(dāng)事務(wù)回滾時(shí)能夠撤銷所有已經(jīng)成功執(zhí)行的sql語句。InnoDB實(shí)現(xiàn)回滾，靠的是undo log：當(dāng)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改時(shí)，InnoDB會(huì)生成對(duì)應(yīng)的undo log；如果事務(wù)執(zhí)行失敗或調(diào)用了rollback，導(dǎo)致事務(wù)需要回滾，便可以利用undo log中的信息將數(shù)據(jù)回滾到修改之前的樣子。對(duì)于每個(gè)insert，回滾時(shí)會(huì)執(zhí)行delete；對(duì)于每個(gè)delete，回滾時(shí)會(huì)執(zhí)行insert；對(duì)于每個(gè)update，回滾時(shí)會(huì)執(zhí)行一個(gè)相反的update，把數(shù)據(jù)改回去。

2.一致性(Consistency)：

2.1 定義：

一致性是指事務(wù)執(zhí)行結(jié)束后，數(shù)據(jù)庫的完整性約束沒有被破壞，事務(wù)執(zhí)行的前后都是合法的數(shù)據(jù)狀態(tài)

2.2 實(shí)現(xiàn)原理

主要通過crash recovery和double write buffer的機(jī)制保證數(shù)據(jù)的一致性。

3.隔離性(Isolation)：

3.1 定義：

隔離性是指，事務(wù)內(nèi)部的操作與其他事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個(gè)事務(wù)之間不能互相干擾。隔離是不同事務(wù)之間的相互影響。

（1）隔離級(jí)別:

讀未提交在并發(fā)時(shí)會(huì)導(dǎo)致很多問題，而性能相對(duì)于其他隔離級(jí)別提高卻很有限，因此使用較少?？纱谢瘡?qiáng)制事務(wù)串行，并發(fā)效率很低，因此使用也較少。因此在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，默認(rèn)的隔離級(jí)別是讀已提交(如Oracle)或可重復(fù)讀（InnoDB）（后文簡(jiǎn)稱RR）,可分全局隔離級(jí)別和本次會(huì)話的隔離級(jí)別。

（2）隔離性可以分為兩個(gè)方面：

• (一個(gè)事務(wù))寫操作對(duì)(另一個(gè)事務(wù))寫操作的影響：鎖機(jī)制保證 （寫與寫）隔離性
• (一個(gè)事務(wù))寫操作對(duì)(另一個(gè)事務(wù))讀操作的影響：MVCC保證 （寫與讀）隔離性

隔離性要求同一時(shí)刻只能有一個(gè)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行寫操作，InnoDB通過鎖機(jī)制來保證這一點(diǎn)。行鎖則只鎖定需要操作的數(shù)據(jù)，但是由于加鎖本身需要消耗資源(獲得鎖、檢查鎖、釋放鎖等都需要消耗資源)，因此在鎖定數(shù)據(jù)較多情況下使用表鎖可以節(jié)省大量資源。RR是無法避免幻讀問題的，所以InnoDB引入MVVC實(shí)現(xiàn)的RR避免了幻讀問題。

3.2臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀

（1）臟讀：

當(dāng)前事務(wù)(A)中可以讀到其他事務(wù)(B)未提交的數(shù)據(jù)（臟數(shù)據(jù)），這種現(xiàn)象是臟讀。

（2）不可重復(fù)讀：

在事務(wù)A中先后兩次讀取同一個(gè)數(shù)據(jù)，兩次讀取的結(jié)果不一樣，這種現(xiàn)象稱為不可重復(fù)讀。臟讀與不可重復(fù)讀的區(qū)別在于：前者讀到的是其他事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)，后者讀到的是其他事務(wù)已提交的數(shù)據(jù)。

（3）幻讀：

在事務(wù)A中按照某個(gè)條件先后兩次查詢數(shù)據(jù)庫，兩次查詢結(jié)果的條數(shù)不同，這種現(xiàn)象稱為幻讀。不可重復(fù)讀與幻讀的區(qū)別可以通俗的理解為：前者是數(shù)據(jù)變了，后者是數(shù)據(jù)的行數(shù)變了。

3.3 MVVC多版本的并發(fā)控制

MVCC的特點(diǎn)：在同一時(shí)刻，不同的事務(wù)讀取到的數(shù)據(jù)可能是不同的(即多版本)，事務(wù)A和事務(wù)C可以讀取到不同版本的數(shù)據(jù)。

MVCC最大的優(yōu)點(diǎn)是讀不加鎖，因此讀寫不沖突，多個(gè)版本的數(shù)據(jù)可以共存，主要基于以下技術(shù)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

1）隱藏列：InnoDB中每行數(shù)據(jù)都有隱藏列，隱藏列中包含了本行數(shù)據(jù)的事務(wù)id、指向undo log的指針等。

2）基于undo log的版本鏈：前面說到每行數(shù)據(jù)的隱藏列中包含了指向undo log的指針，而每條undo log也會(huì)指向更早版本的undo log，從而形成一條版本鏈。

3）ReadView：指事務(wù)（記做事務(wù)A）在某一時(shí)刻給整個(gè)事務(wù)系統(tǒng)（trx_sys）打快照，之后再進(jìn)行讀操作時(shí)，會(huì)將讀取到的數(shù)據(jù)中的事務(wù)id與trx_sys快照比較，從而判斷數(shù)據(jù)對(duì)該ReadView是否可見，即對(duì)事務(wù)A是否可見。

trx_sys中的主要內(nèi)容，以及判斷可見性的方法如下：

• low_limit_id：表示生成ReadView時(shí)系統(tǒng)中應(yīng)該分配給下一個(gè)事務(wù)的id。如果數(shù)據(jù)的事務(wù)id大于等于low_limit_id，則對(duì)該ReadView不可見。
• up_limit_id：表示生成ReadView時(shí)當(dāng)前系統(tǒng)中活躍的讀寫事務(wù)中最小的事務(wù)id。如果數(shù)據(jù)的事務(wù)id小于up_limit_id，則對(duì)該ReadView可見。
• rw_trx_ids：表示生成ReadView時(shí)當(dāng)前系統(tǒng)中活躍的讀寫事務(wù)的事務(wù)id列表。如果數(shù)據(jù)的事務(wù)id在low_limit_id和up_limit_id之間，則需要判斷事務(wù)id是否在rw_trx_ids中：如果在，說明生成ReadView時(shí)事務(wù)仍在活躍中，因此數(shù)據(jù)對(duì)ReadView不可見；如果不在，說明生成ReadView時(shí)事務(wù)已經(jīng)提交了，因此數(shù)據(jù)對(duì)ReadView可見。

3.4. 鎖機(jī)制

兩個(gè)事務(wù)的寫操作之間的相互影響。隔離性要求同一時(shí)刻只能有一個(gè)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行寫操作，InnoDB通過鎖機(jī)制來保證這一點(diǎn)。鎖機(jī)制的基本原理可以概括為：事務(wù)在修改數(shù)據(jù)之前，需要先獲得相應(yīng)的鎖；獲得鎖之后，事務(wù)便可以修改數(shù)據(jù)；該事務(wù)操作期間，這部分?jǐn)?shù)據(jù)是鎖定的，其他事務(wù)如果需要修改數(shù)據(jù)，需要等待當(dāng)前事務(wù)提交或回滾后釋放鎖。

行鎖與表鎖

表鎖在操作數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)鎖定整張表，并發(fā)性能較差；行鎖則只鎖定需要操作的數(shù)據(jù)，并發(fā)性能好。MyIsam只支持表鎖，而InnoDB同時(shí)支持表鎖和行鎖，且出于性能考慮，絕大多數(shù)情況下使用的都是行鎖。

如何查看鎖信息

有多種方法可以查看InnoDB中鎖的情況，例如：

select * from information_schema.innodb_locks; #鎖的概況
show engine innodb status; #InnoDB整體狀態(tài)，其中包括鎖的情況

下面來看一個(gè)例子：

#在事務(wù)A中執(zhí)行：
start transaction;
update account SET balance = 1000 where id = 1;
#在事務(wù)B中執(zhí)行：
start transaction;
update account SET balance = 2000 where id = 1;

此時(shí)查看鎖的情況：

show engine innodb status查看鎖相關(guān)的部分：

通過上述命令可以查看事務(wù)24052和24053占用鎖的情況；其中l(wèi)ock_type為RECORD，代表鎖為行鎖(記錄鎖)；lock_mode為X，代表排它鎖(寫鎖)。

4.持久性(Durability)：

4.1 定義：

數(shù)據(jù)在事務(wù)commit 后在任何情況下都不能丟。InnoDB通過redolog保證已經(jīng)commit的數(shù)據(jù)一定不會(huì)丟失。

4.2實(shí)現(xiàn)原理：redo log

redo log存在背景：

InnoDB Buffer Pool中包含了磁盤中部分?jǐn)?shù)據(jù)頁的映射，當(dāng)向數(shù)據(jù)庫寫入數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)首先寫入Buffer Pool。Buffer Pool中修改的數(shù)據(jù)會(huì)定期刷新到磁盤中（這一過程稱為刷臟）。但是也帶了新的問題：如果MySQL宕機(jī)，而此時(shí)Buffer Pool中修改的數(shù)據(jù)還沒有刷新到磁盤，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，事務(wù)的持久性無法保證。

redo log被引入來解決這個(gè)問題：當(dāng)數(shù)據(jù)修改時(shí)，除了修改Buffer Pool中的數(shù)據(jù)，還會(huì)在redo log記錄這次操作；當(dāng)事務(wù)提交時(shí)，會(huì)調(diào)用fsync接口對(duì)redo log進(jìn)行刷盤。如果MySQL宕機(jī)，重啟時(shí)可以讀取redo log中的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行恢復(fù)。redo log采用的是WAL（Write-ahead logging，預(yù)寫式日志），所有修改先寫入日志，再更新到Buffer Pool，保證了數(shù)據(jù)不會(huì)因MySQL宕機(jī)而丟失，從而滿足了持久性要求。

既然redo log也需要在事務(wù)提交時(shí)將日志寫入磁盤，為什么它比直接將Buffer Pool中修改的數(shù)據(jù)寫入磁盤(即刷臟)要快呢？主要有以下兩方面的原因：

（1）刷臟是隨機(jī)IO，因?yàn)槊看涡薷牡臄?shù)據(jù)位置隨機(jī)，但寫redo log是追加操作，屬于順序IO。

（2）刷臟是以數(shù)據(jù)頁（Page）為單位的，MySQL默認(rèn)頁大小是16KB，一個(gè)Page上一個(gè)小修改都要整頁寫入；而redo log中只包含真正需要寫入的部分，無效IO大大減少。

到此這篇關(guān)于InnoDB引擎中的事務(wù)詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)InnoDB事務(wù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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