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NOTE

数据库事务

1. 什么是事务 将多个读写操作合并成一个逻辑单元，视作一个操作执行 这个操作满足ACID特性 2. 为什么需要事务 主要是为了让应用层简化对一系列问题的处理 事务是一个抽象层，应用程序 事务 数据库。 通过事务的抽象应用程序可以假装数据库不会崩溃（原子性），没有其他人同时访问数据库（隔离），存储设备是完全可靠的（持久性） 所有这些错误都被简化为 事务中止 ，而应用需要的仅仅是重试 3. 事务的特性 3.1. A （原子性） 3.1.1. 原子性是什么 无论有多少条sql语句，要么整体执行失败，要么整体执行成功。 原子性 这个的原子性不是指并发的，即不是描述多个线程同时访问相同的数据会发生什么

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这是历史学习笔记，可能存在过时或不完整的理解。

1. 什么是事务

  • 将多个读写操作合并成一个逻辑单元，视作一个操作执行
  • 这个操作满足ACID特性

2. 为什么需要事务

  • 主要是为了让应用层简化对一系列问题的处理
  • 事务是一个抽象层，应用程序->事务->数据库。
    • 通过事务的抽象应用程序可以假装数据库不会崩溃（原子性），没有其他人同时访问数据库（隔离），存储设备是完全可靠的（持久性）
    • 所有这些错误都被简化为事务中止，而应用需要的仅仅是重试

3. 事务的特性

3.1. A （原子性）

3.1.1. 原子性是什么

  • 无论有多少条sql语句，要么整体执行失败，要么整体执行成功。
  • 原子性
    • 这个的原子性不是指并发的，即不是描述多个线程同时访问相同的数据会发生什么。并发是由隔离性描述的
    • 用可终止性描述更为准确：一组操作如果中间发生了错误，那么可以终止这个事务，并且丢弃该事务进行的所有写入

3.1.2. 原子性是如何实现的

InnoDB事务.md

3.2. C（一致性）

3.2.1. 一致性是什么

  • 系统从一个正确的状态,迁移到另一个正确的状态
    • 当前的状态满足预定的约束就叫做正确的状态
  • 一致性是最基本的属性，其它的三个属性都为了保证一致性而存在的。

3.2.2. 一致性是如何实现的

  • 原子性，隔离性和持久性是数据库的属性，而一致性准确来说是应用程序的属性。应用程序可以通过数据库的原子性和隔离属性来实现一部分一致性，但更多的需要应用程序自己考虑。因此，一致性实现分为两个方面：
    • 数据库本身：单个事务的一致性由原子性保证，并发事务的一致性需由隔离性保证。
    • 应用层面：程序员自己保证

3.3. I（隔离性）

3.3.1. 隔离性是什么

  • 多个事务同时访问相同的数据，可能会有并发问题。隔离性就是用来解决并发问题的
  • 两个事务隔离意味着同时执行的事务之间不会相互干扰，也即事务A看不到事务B运行时的中间结果

3.3.2. 并发问题

3.3.2.1. 脏写

  • 事务A修改了事务B修改过但未提交的数据

  • 场景

    • 如果有一个val是10，事务B先对其修改为10，事务A后对其修改为20，最后结果应该是20，但是实际上事务A的写被事务B的写覆盖了
    事务A 事务B
    写val为10（未提交）
    写val为20（已提交）
    写提交
    读val为10
3.3.2.1.1. 如何解决脏写问题
  • 行锁

3.3.2.2. 丢失更新

  • 两个事务从数据库中读取一些值，修改它并写回数据库，即读取-修改-写入序列，这个操作不是一次性完成的

  • 场景

    • 如果有一个val是10，事务A和事务B都要对其+10，那么最终的结果应该是30，但是实际上事务B重写了事务A的val
    事务A 事务B
    读val为10
    读val为10
    写val+10为20（已提交）
    写val+10为20（已提交）
3.3.2.2.1. 如何解决丢失更新问题

3.3.2.3. 脏读

  • 事务A读取了事务B修改过没有提交的数据

  • 场景

    • 如果有一个val是10，事务B对其+10但没有提交，事务A两次读取应该是一样的，但是实际上事务A读到的结果不一样
    事务A 事务B
    读val为10
    写val+10为20（未提交）
    读val为20
3.3.2.3.1. 如何解决脏读问题
  • 可以使用行锁，但是效率太差
  • MVCC

3.3.2.4. 不可重复读

  • 事务A两次查询，条件相同，但是结果不同。由于事务B提交后修改这条数据。

  • 场景

    • 如果有一个val是10，事务B对其+10并提交，事务A两次读取应该是一样的，但是 实际上事务A读到的结果不一样
    事务A 事务B
    读val为10
    写val+10为20（更新+已提交）
    读val为20
3.3.2.4.1. 如何解决不可重复读问题
  • MVCC

3.3.2.5. 幻读

  • 事务A两次查询，条件相同，数量不一致。由于事务B提交后新增了记录。

  • 场景：

    • 如果有一张表记录数为10，事务A插入一条新纪录，事务B两次读取记录数应该是10，但是实际上事务B读到的记录数不一样
    事务A 事务B
    读记录数为10
    写入一条新纪录（新增或者删除+已提交）
    读记录数为11
3.3.2.5.1. 如何解决幻读问题
  • 串行访问
  • 两阶段锁
    • 谓词锁：不好实现
    • 索引范围锁：MySQL用的就是这个，叫做Gap Locks
  • 序列化快照隔离

3.3.3. 隔离级别

不同的隔离级别能解决不同的并发问题，每个具体的数据库隔离级别解决的问题不一样，但是一般来说，脏写问题太严重，每个数据库的任何隔离级别都不允许出现

3.3.4. D（持久性）

3.3.4.1. 持久性是什么

  • 事务一旦提交，即使系统发生了崩溃，这个事务对数据库所作的更改也不能丢失

3.3.4.2. 持久性是如何实现的

3.4. 参考

讨论

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