三、事务的隔离

提到事务的,首先会想到事务的 ACID (原子性、一致性、隔离性、持久性)。
原子性:事务被视为不可分割的最小单位,只会有成功或失败两个状态,不会有中间态。(通过InnoDB的 undo log 实现,如果事务执行失败,可通过 undo log 的信息将数据回滚到修改前的样子)
一致性:数据库总是从一个一致性的状态转换到另一个一致性的状态,不会部分数据状态改变了,部分没有改变。
隔离性:根据事务的不同隔离级别,一个事务做的修改,对其他事务是否可见是不同的,本文也重点探讨隔离性。
持久性:一旦事务提交,则其所做的修改会被永久保存在数据库中(通过 redo log 实现)。

隔离性和隔离级别

当数据库上有多个事务同时执行时,可能出现脏读、不可重复读、幻读的问题。
脏读:事务A读取了事务B未提交的数据,然后事务B因为某些原因回滚了操作,那么事务A读取的此数据就是错误的。
不可重复读:事务A在第一次读取的某数据和第二次读取的不一致,这可能是因为在两次读取间,此数据被事务B修改了
幻读:事务A在读取某个范围内的记录时,事务B在此范围内新增了几行新的数据,当事务A再次查询该范围内数据时,会发现多了几行新的数据。

为了解决这些问题,就有了隔离级别的概念。但首先要明确,事务隔离程度越高,执行效率越低。

SQL标准的事务隔离级别包括:读未提交、读提交、可重复读、串行化

读未提交:一个事务还未提交时,所作的修改可以被别的事务看到。
读提交:一个事务提交后,所作的修改才能被别的事务看到。
可重复读:一个事务执行过程中看到的数据,总是跟这个事务启动时看到的数据是一致的。
串行化:对同一行记录,“写”加“写锁”,“读”加“读锁”,当读写锁冲突时,后访问的事务必须等待前一个事务执行完成,才继续执行。

在实现上,数据库会创建一个视图,访问的时候以视图的逻辑为准。
读未提交:直接返回记录上最新的值,无视图概念
读提交:视图在每个SQL语句执行前,都会重新算出一个视图
可重复读:只在事务开始之前创建一致性视图,后续事务中的查询都使用此一致性视图
串行化:通过读写锁实现

这里就引发了 InnoDB 的当前读和快照读的区别:
当前读:通过对读取的记录加锁,保证其他并发事务不能修改当前记录。也即是串行化隔离级别的实现,读取到的数据都是当前最新数据。
快照读:即是视图的表现,基于多版本并发控制实现,避免了加锁操作,降低开销。但是快照读读取的不一定是数据最新版本。

事务隔离的实现

在 MySQL 中,每条记录在更新时都会同时记录一条回滚操作(undo log),通过回滚操作,可以得到前一个状态的值。

假设一个值从1 被按顺序改成了2、3、4,在回滚日志中会有类似以下记录:


image.png

对于可重复读来说,在查询此条记录时,不同时刻启动的事务会有不同的 read-view。如图所示,驶入A、B、C中,存储的值的记录分别是1、2、4,也就是,对于同一条记录(同个数据)在系统中可以存在多个版本,这就是数据库的多版本并发控制(MVCC)。对于 read-view A ,要得到 1 ,就必须将当前值一次执行图中所有回滚操作得到。
MVCC多版本并发控制,指的就是“维持一个数据的多个版本,使得读写操作无冲入”。其主要通过3个隐式字段、undo 日志、视图去实现。

undo 日志什么时候删除呢?没有事务再需要用到这些回滚日志的时候,回滚日志才会被删除。
所以,不建议使用长事务。长事务意味着系统可能会存在很老的事务视图。由于这些事务随时可能访问数据库内的任务数据,在此事务提交之前,数据库中可能用到的回滚记录都必须保留,这就会导致大量占用存储空间。

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