数据库笔记

1、数据库事务

1、什么是事务

​ |事务是数据库区别于其他文件系统的重要特性之一，事务会把数据库从一种一致性状态转换为另一种一致性状态

2、事务的特性

  • 原子性(Atomicity)：整个事务要么全部提交成功，要么全部回滚，不会出现部分执行的情况（区分与redis，redis是要么全部执行，要么全部不执行，不会回滚事务）。
  • 一致性(Consistency)：几个并行执行的事务，其执行结果必须与按某一顺序串执行的结果相一致。
  • 隔离性(Isolation)：事务的执行不受其他事务的干扰，事务执行的中间结果对其他事务必须是透明的。
  • 持久性(Durability)：一个事务一但被提交了，那么对数据库中的数据改变就是永久的，及时数据库系统出现故障额情况下也不会丢失提交事务的操作

3、事务的隔离级别

​ 1、写未提交（READ UNCOMMITTED）：容易引发脏读、不可重复读、幻读；隔离级别最低

  • 事务2查询到了事务1中写未提交的数据，但因为事务1又进行了回滚数据，导致事务2查询的数据不正确，因此出现了脏读的情况。

​ 2、写已提交（READ COMMITTED）：会引发不可重复读、幻读

  • 事务2执行update语句但未提交前，事务1的前两个select操作返回结果是相同的，但事务2执行commit操作后，事务1的第三个select操作就读取到了事务2对数据的改变。导致与前两次select操作返回不同的数据，因此出现了不可重复读的问题。

​ 3、可重复读（REPEATABLE READ）：会引发幻读（MySQL默认隔离级别）

  • 事务没开启一个实例，都会给他分配一个版本号，如果读取的数据行郑在被其他事务执行DELETE或UPDATE操作（即该行上有排他锁），这是改事务的读取操作不会等待行上的锁释放，而是根据版本号去读取行的快照数据（记录在undo log中），这样事务中的查询操作返回的都是同一版本下的数据，解决了不可重复读的问题

  • 虽然解决了不可重复读的问题，但也导致了出现幻读的情况，一个事务在执行过程中，另一个事物对已有数据行的更改，MVCC机制虽然可以保障事务读取到的与原有数据行的内容相同，但并不能组织另一个事物插入新的数据行，这就当值该事物中凭空多出数据行，想出现了幻觉一样，这边是幻读。

​ 4、可串行化（SERIALIZABLE）：隔离级别最高，可解决前面的问题

  • 通过强制事务排序，使之不能相互冲突，这是在每个读得数据行加上共享锁来实现，但会造成大量的超时和锁竞争现象（读写数据都会加锁）
MySQL隔离级别 脏读 不可重复读 幻读
读已提交（read-uncommitted） √ √ √
读未提交（read-committed） × √ √
可重复读（repeatable-read） × × √
串行化（serializable） × × ×

2、MVCC 多版本并发控制

1、什么是MVCC

MVCC（Multi Version Concurrency Control的简称），代表多版本并发控制。与MVCC相对的，是基于锁的并发控制（Lock-Based Concurrency Control）

2、MVCC是为了解决什么问题

  • 大多数的MySQL事务性数据引擎，如InnoDB，Falcon以及PBXT都不实用一种简单的锁机制，事实上，他们都和MVCC多版本并发控制来一起使用。
  • 锁机制可以控制并发操作，但是其系统开销较大，而MVCC可以在大多数情况下代替行级锁，降低其系统开销

3、MVCC具体实现

  • MVCC是通过在每行记录的保存两个隐藏的列来实现的，这两个列，一个保存了行的创建时间，一个保存行的过期时间。当然存储的并不是实际的时间值，而是系统版本号（system version number)。每开始一个新的事务，系统版本号都会自动递增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号，用来和查询到的每行记录的版本号进行比较。
    • InnoDB只查找版本早于当前事务版本的数据行（也就是，行的系统版本号小于或等于事务的系统版本号），这样可以确保事务读取的行，要么是在事务开始前已经存在的，要么是事务自身插入或者修改过的。
    • 行的删除版本要么未定义，要么大于当前事务版本号。这可以确保事务读取到的行，在事务开始之前未被删除。