1. 事务基础与ACID特性
1.1 事务基本概念
- 事务:一组相关操作的集合,要么全部成功,要么全部失败。
- 核心目的 :保证数据操作的原子性 和一致性。
1.2 ACID特性详解
特性 | 描述 |
---|---|
原子性 (Atomicity) | 事务是最小执行单位,操作要么全成功,要么全失败(如转账操作:扣款和到账必须同时成功或失败)。 |
一致性 (Consistency) | 事务完成后数据必须保持一致性状态(如A账户-100,B账户必须+100)。 |
隔离性 (Isolation) | 事务间相互隔离,避免中间状态被其他事务感知(如事务A未提交时,事务B无法看到中间结果)。 |
持久性 (Durability) | 事务提交后数据永久存储到磁盘(即使系统崩溃也不丢失)。 |
sql
-- 示例:银行转账事务
BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;
COMMIT;
2. 事务操作与保存点
2.1 基本事务操作
- 开启事务 :
BEGIN
- 提交事务 :
COMMIT
- 回滚事务 :
ROLLBACK
sql
BEGIN;
INSERT INTO test (id, name) VALUES (7, 'Test');
-- 若操作有误,可回滚
ROLLBACK;
-- 或提交
COMMIT;
2.2 保存点(Savepoint)
-
作用:将大事务分段,允许部分回滚。
-
关键命令 :
sqlSAVEPOINT savepoint_name; ROLLBACK TO savepoint_name;
示例:
sql
BEGIN;
INSERT INTO orders (product_id, quantity) VALUES (101, 2);
SAVEPOINT after_order;
UPDATE inventory SET stock = stock - 2 WHERE product_id = 101;
-- 若库存更新失败,回滚到保存点
ROLLBACK TO after_order;
COMMIT;
3. 事务隔离级别与并发问题
3.1 并发问题类型
问题 | 描述 |
---|---|
脏读 (Dirty Read) | 读取到其他事务未提交的数据(必须避免)。 |
不可重复读 (Non-Repeatable Read) | 同一事务多次查询同一数据结果不一致(如中间有其他事务提交了修改)。 |
幻读 (Phantom Read) | 同一事务多次查询数据集不一致(如其他事务插入新数据)。 |
3.2 PostgreSQL隔离级别
隔离级别 | 解决的问题 | 特点 |
---|---|---|
读已提交 (Read Committed) | 脏读 | PostgreSQL默认级别,事务只能看到已提交的数据。 |
可重复读 (Repeatable Read) | 脏读、不可重复读 | 通过快照保证事务内数据一致性(实际效果等同于串行化)。 |
串行化 (Serializable) | 所有问题 | 最高隔离级别,事务串行执行(性能较低)。 |
4. MVCC多版本并发控制
4.1 MVCC核心机制
- 实现原理 :每行数据维护多个版本(通过
xmin
和xmax
字段记录事务版本号)。 - 读写分离 :
- 读操作访问旧版本数据(避免阻塞写操作)。
- 写操作生成新版本(不影响正在进行的读操作)。
示例:
sql
-- 事务A
BEGIN;
SELECT * FROM products WHERE id = 1; -- 读取版本100
-- 事务B
BEGIN;
UPDATE products SET price = 200 WHERE id = 1;
COMMIT; -- 生成版本101
-- 事务A再次查询仍读取版本100
COMMIT;
5. 锁机制
5.1 表锁与行锁对比
锁类型 | 语法示例 | 行为 |
---|---|---|
表锁 | LOCK TABLE test IN ACCESS EXCLUSIVE MODE; |
锁定整张表(阻塞所有读写操作)。 |
行锁 | SELECT * FROM test WHERE id = 1 FOR UPDATE; |
锁定单行(其他事务无法修改该行,但可读取)。 |
5.2 行锁使用场景
sql
-- 事务A获取行锁
BEGIN;
SELECT * FROM orders WHERE id = 100 FOR UPDATE;
-- 事务B尝试修改被阻塞
BEGIN;
UPDATE orders SET status = 'shipped' WHERE id = 100; -- 等待事务A提交
6. 实践建议
- 避免大事务:使用保存点或最终一致性方案(如消息队列)。
- 优先行锁:减少锁竞争,提升并发性能。
- 合理选择隔离级别:根据业务需求平衡一致性和性能。
- 监控锁冲突 :使用
pg_locks
视图排查阻塞问题。
sql
-- 查看当前锁状态
SELECT * FROM pg_locks;