MySQL 03 事务隔离:为什么你改了我还看不见?

事务就是要保证一组数据库操作,要么全部成功,要么全部失败。在MySQL中,事务支持是在引擎层实现的,这也是InnoDB取代MyISAM的重要原因之一。

隔离性与隔离级别

事务的四大特性:原子性、一致性、隔离性、持久性。本文主要讨论隔离性。

当数据库上有多个事务同时执行的时候,可能出现脏读、不可重复读、幻读的问题,为了解决这些问题,就有了隔离级别的概念。

SQL标准的事务隔离级别包括以下四种:

  • 读未提交:一个事务没提交时,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,它做的变更才会被其他事务看到。

  • 可重复读:一个事务执行过程中看到的数据,总是跟这个事务在启动时看到的数据是一致的。

  • 串行化:对于同一行记录。写会加写锁,读会加读锁,当出现锁冲突,后访问的事务必须等待前一个事务执行完成,才能继续执行。

下面举例说明隔离级别。假设有两个事务,其行为的时间顺序如下:

那么在不同的隔离级别下,事务A的查询结果为:

  • 读未提交:事务B的修改能被A看到,因此V1=V2=V3=2。

  • 读已提交:事务B的修改在提交后才能被A看到,因此V1=1,V2=V3=2。

  • 可重复读:事务A在执行过程中看到的数据,和事务A启动时看到的是一样的,因此V1=V2=1。由于之后事务A提交,因此V3=2。

  • 串行化:事务B想要修改时会被锁住,直到事务A提交。因此V1=V2=1,V3=2。

在实现上,数据库里会创建一个视图,访问时以视图的逻辑结果为准。在可重复读 隔离级别下,视图是在事务启动时创建的,整个事务存在期间都用同一个视图。在读已提交隔离级别下,每个SQL语句开始执行时都会创建一个视图。

事务隔离的实现

接下来,展开说明可重复读的实现。

在MySQL中,实际上每条记录在更新时都会同时记录一条回滚操作。记录上的最新值,通过回滚操作,都可以得到提前一个状态的值。假设一个值从1依次改成了2,3,4,那么回滚日志是下面这样的:

当前值是4,但是在查询时,不同时刻启动的事务有不同的read view,因此看到的值是不同的,并不一定是当前值。同一条记录在系统中可以存在多个版本,就是数据库的多版本并发控制(MVCC)。

MVCC可以实现隔离性,从上面也能看出,即使现在有另外的事务正在将4改成5,这个事务也不会影响read view A、B、C对应的事务。

回滚日志不是一直保留的,当系统判断没有事务再需要用到这些回滚日志时,回滚日志就会被删除。具体来说,当系统里没有比这个回滚日志更早的read view时,就会删除,如果详细了解过MVCC机制,这句话等同于:系统中不存在任何read view的min_trx_id比回滚日志所属事务的trx_id小。

基于以上实现,我们建议尽量不要使用长事务,因为长事务会意味着系统里存在很老的事务视图,那么在该事务提交之前,数据库里面它可能用到的回滚记录都必须保留,这就会占用大量存储空间。除此之外,长事务还占用锁资源,也可能拖垮整个库。

可以在infomation_schema库的innodb_trx表查询长事务,比如下面的语句,用于查找持续时间超过60秒的事务:

sql 复制代码
select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60

事务的启动方式

最后再讲讲事务的启动方式。MySQL事务启动方式有以下几种:

  • 显式启动。语句是begin或start transaction,配套的提交语句是commit,回滚语句是rollback。

  • set autocommit=0,该命令会将线程的自动提交关闭。意味着如果只执行一个select语句,这个事务就会启动,但不会主动提交。事务持续存在直到主动提交或回滚,或者连接断开。

有些客户端连接框架默认连接成功后就先执行set autocommit=0,这就导致接下来的查询都在事务中,可能会导致无意的长事务。因此,建议显式启动

参考资料:极客时间专栏《MySQL实战45讲》https://time.geekbang.org/column/intro/100020801?tab=catalog

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