Mysql事务隔离级别与锁机制

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概述

我们的数据库一般都会并发执行多个事务,多个事务可能会并发的对相同的一批数据进行增删改查操作,可能
就会导致我们说的脏写、脏读、不可重复读、幻读这些问题。
这些问题的本质都是数据库的多事务并发问题,为了解决多事务并发问题,数据库设计了事务隔离机制、锁机
制. MVCC多版本并发控制隔离机制,用一整套机制来解决多事务并发问题。接下来,我们会深入讲解这些机
制,让大家彻底理解数据库内部的执行原理。

事务及其ACID属性

事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元,事务具有以下4个属性,通常简称为事务的ACID属性。

  • 原子性(Atomicity) :事务是一个原子操作单元,其对数据的修改,要么全都执行,要么全都不执行。
  • 一致性(Consistent) :在事务开始和完成时,数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改,以保持数据的完整性。
  • 隔离性(Isolation) :数据库系统提供一定的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程中的中间状态对外部是不可见的,反之亦然。
  • 持久性(Durable) :事务完成之后,它对于数据的修改是永久性的,即使出现系统故障也能够保持。

并发事务处理带来的问题

更新丢失(Lost Update)或脏写

概述

我们的数据库一般都会并发执行多个事务,多个事务可能会并发的对相同的一批数据进行增删改查操作,可能
就会导致我们说的脏写、脏读、不可重复读、幻读这些问题。
这些问题的本质都是数据库的多事务并发问题,为了解决多事务并发问题,数据库设计了事务隔离机制、锁机
制. MVCC多版本并发控制隔离机制,用一整套机制来解决多事务并发问题。接下来,我们会深入讲解这些机
制,让大家彻底理解数据库内部的执行原理。

事务及其ACID属性

事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元,事务具有以下4个属性,通常简称为事务的ACID属性。

  • 原子性(Atomicity) :事务是一个原子操作单元,其对数据的修改,要么全都执行,要么全都不执行。
  • 一致性(Consistent) :在事务开始和完成时,数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改,以保持数据的完整性。
  • 隔离性(Isolation) :数据库系统提供一定的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程中的中间状态对外部是不可见的,反之亦然。
  • 持久性(Durable) :事务完成之后,它对于数据的修改是永久性的,即使出现系统故障也能够保持。

并发事务处理带来的问题

更新丢失(Lost Update)或脏写
当两个或多个事务选择同一行,然后基于最初选定的值更新该行时,由于每个事务都不知道其他事务的存在,就会发生丢失更新问题–最后的更新覆盖了由其他事务所做的更新。
脏读(Dirty Reads
  一个事务正在对一条记录做修改,在这个事务完成并提交前,这条记录的数据就处于不一致的状态;这时,另一个事务也来读取同一条记录,如果不加控制,第二个事务读取了这些“脏”数据,并据此作进一步的处理,就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象的叫做“脏读”。
  一句话:事务A读取到了事务B已经修改但尚未提交的数据,还在这个数据基础上做了操作。此时,如果B事务回滚,A读取的数据无效,不符合一致性要求。
不可重复读(Non-Repeatable Reads)
  一个事务在读取某些数据后的某个时间,再次读取以前读过的数据,却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了!这种现象就叫做“不可重复读”。
  一句话:事务A内部的相同查询语句在不同时刻读出的结果不一致,不符合隔离性
幻读(Phantom Reads)
  一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据,却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据,这种现象就称为“幻读”。
  一句话:事务A读取到了事务B提交的新增数据,不符合隔离性

事务隔离级别

“脏读”、“不可重复读”和“幻读”,其实都是数据库读一致性问题,必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。

| 隔离级别 | 脏读(Dirty Read) | 不可重复读(NonRepeatable Read) | 幻读(Phantom Read) |
| - | - | - | - |
| 读未提交(Read uncommitted) | 可能 | 可能 | 可能 |
| 读已提交(Read committed) | 不可能 | 可能 | 可能 |
| 可重复读(Repeatable read) | 不可能 | 不可能 | 可能 |
| 可串行化(Serializable) | 不可能 | 不可能 | 不可能 |

数据库的事务隔离越严格,并发副作用越小,但付出的代价也就越大,因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上“串行化”进行,这显然与“并发”是矛盾的。

同时,不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的,比如许多应用对“不可重复读"和“幻读”并不敏感,可能更关心数据并发访问的能力。

常看当前数据库的事务隔离级别: show variables like 'tx_isolation';
设置事务隔离级别:set tx_isolation='REPEATABLE-READ';
Mysql默认的事务隔离级别是可重复读,用Spring开发程序时,如果不设置隔离级别默认用Mysql设置的隔离级别,如果Spring设置了就用已经设置的隔离级别。

锁详解

锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。
在数据库中,除了传统的计算资源(如CPU、RAM、I/O等)的争用以外,数据也是一种供需要用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题,锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。

锁分类

  • 从性能上分为乐观锁(用版本对比来实现)和悲观锁
  • 从对数据库操作的类型分,分为读锁和写锁 (都属于悲观锁)
  • 读锁(共享锁,S锁(Shared)):针对同一份数据,多个读操作可以同时进行而不会互相影响
  • 写锁(排它锁,X锁(eXclusive)):当前写操作没有完成前,它会阻断其他写锁和读锁
  • 从对数据操作的粒度分,分为表锁和行锁。

标题:Mysql事务隔离级别与锁机制
作者:fyzzz
地址:https://fyzzz.cn/articles/2021/03/05/1614956788735.html