MySQL大厂面试题之——事务篇

1、了解事务吗,MySQL中事务的隔离级别有哪些?

  • 读未提交:一个事务还没提交时,它做的变更就能被别的事务看到。
  • 读已提交:一个事务提交之后,它做的变更才能被其他事务看到。
  • 可重复读:一个事务执行过程中看到的数据,总是和这个事务启动时看到的数据是一致的。
  • 串行化:对于同一条记录,写会加写锁,读也会加读锁,当出现读写锁冲突时,后访问的事务必须等前一个事务执行完成,才能继续执行。

针对不同的隔离级别,并行事务下可能出现的问题会不一样。

  • 读未提交:可能会发生脏读、不可重复读和幻读现象。
  • 读提交:可能会发生脏读和不可重复度。
  • 可重复读:可能会发生幻读现象。
  • 串行化:这些现象都不会发生。

2、MySQL中默认的隔离级别是什么?你们在生产环境中一般使用什么隔离级别,为什么?

MySQL中默认的隔离级别是:可重复读。

主要有一些历史的原因,主从复制是基于bin log进行复制的,在bin log中存在三种格式:

  • statement:记录修改SQL语句
  • row:记录每行实际数据的变更
  • mixed:statement和row模式的混合

在MySQL5.0之前,binlog只支持statement这种格式,而在读提交 这个隔离级别下主从复制存在bug,因此才使用可重复读作为默认的隔离级别。

一般公司中使用的隔离级别是:读提交。

主要是为了提高并发和降低死锁的概率。为了解决幻读的问题,可重复读读提交 多了间隙锁(gap lock)和临键锁(next-key lock)。在读提交 中修改数据仅使用行锁,锁定的范围更小,在高并发的情况下相对性能更好一点。并且在读提交 的隔离级别相下发生死锁的几率会比可重复读的隔离级别下低很多。

3、MySQL中是如何实现事务的?

MySQL 主要是通过:锁、Redo Log 、Undo Log、MVCC 来实现事务。

MySQL 利用锁(行锁、间隙锁等等)机制,使用数据并发修改的控制,满足事务的隔离性。

  • redo log:InnoDB在执行事务的过程中,将事务的修改操作都会记录在redo log中,用于保证事务的持久性。在redo log中主要记录事务对数据的修改(行、列以及修改前后的值),在事务提交时,会将redo log写入磁盘,保证数据持久性。
  • undo log:回滚日志,它会记录事务的反向操作,简单地说就是保存数据的历史版本,用于事务的回滚。
  • MVCC:InnoDB实现了多版本并发控制(MVCC)用于支持事务的隔离性。在每个版本中通过事务id(row trx_id)表示该版本的生命周期,在事务执行过程中,根据当前事务的隔离级别来确定可见的数据版本,保证事务之间的隔离。
  • 锁:InnoDB通过共享锁和排它锁保证数据的一致性和隔离性。共享锁用于读操作,多个事务可以同时持有;排他锁用于写操作,在同一时间只有一个事务持有。在事务执行过程中根据需要自动加锁和解锁,保证数据的一致性和隔离性。

在InnoDB中,一旦事务被提交,就会将修改操作写入磁盘,并且释放所有的锁。如果事务发生异常或者被回滚,将回滚修改的数据,并释放所有的锁。

4、MySQL中长事务可能会导致哪些问题?

1、长时间持有锁:

长事务会持有数据库锁很长时间,可能导致其他事务无法访问被锁锁定的数据,严重时会导致锁竞争死锁。这会导致其他事务的操作被阻塞,降低系统的并发性能、以及数据库的吞吐量。

2、增加死锁风险:

长事务在执行过程中,可能涉及多个数据的锁定,高并发下可能互相等待,形成死锁。这也就导致事务无法完成,需要回滚,死锁的检查和处理不仅消耗额外的资源还难以预测。回滚过程需要撤销大量数据修改,可能会导致撤销日志的写入和磁盘I/O操作急剧增加。

3、数据一致性的问题:

在事务执行期间,如果其他事务修改了相同数据,长事务的提交可能会导致数据冲突或丢失。

4、内存使用过高:

长事务会占用更多的内存,需要保留大量的撤销日志和未提交的数据。MySQL消耗大大增加,可能导致操作系统内存回收机制频繁触发,影响整体性能。

5、导致主从延迟:

在主从复制的环境中,长事务可能会导致主从复制的延迟,服务器需要等待主服务器上的长事务完成才能进行数据同步。

6、导致InnoDB表空间碎片:

长事务在批量数据修改的过程中,InnoDB会在更新时发生页拆分页合并,导致磁盘空间碎片化,降低磁盘I/O性能,还会增加不必要的存储开销,增加维护成本。

在项目开发过程中,应尽量避免长事务,合理设计事务、控制事务执行时间和分批提交等方式减少长事务带来的负面影响。

5、MySQL事务的二阶段提交了解吗?

二阶段提交(2PC)是分布式事务中一种协调协议,用于确保多个资源在事务提交时保持一致性。MySQL在存储引擎和Binlog之间使用二阶段提交来保证事务的一致性。

二阶段提交的流程:

1、准备阶段

  • MySQL将事务的修改写入redo log,将redo log标记为prepare状态
  • 此时,数据实际修改还未提交,事务处于"可恢复"状态(可以通过redo log恢复未完成的事务)
  • 如果发生异常,可以回滚

2、提交阶段

  • MySQL将事务写入binlog(记录事务的持久性变更,用于主从复制)
  • 确保binlog写入成功,更新redo log的状态为committed
  • 事务正式提交,数据对其他事务可见

二阶段提交的作用:

  • 保证一致性:确保InnoDB的事务日志和binlog之间的一致性。如果binlog写入失败,可以通过回滚撤销未完成的事务
  • 主从复制的一致性:binlog用于主从复制。如果没有二阶段提交,可能会导致主库和从库数据不一致。
  • 崩溃恢复:如果在事务提交中途崩溃,redo log的prepared 状态可以帮助事务在恢复时判断是提交还是回滚。
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