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MySQL事务并发带来的问题以及其解决方案分析
2021-05-25 23:00:37

一、MySQL事务(Transaction)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。

1、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。

2、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;事务结束时,所有的内部数据结构(如B树索引或双向链表)也都必须是正确的。

3、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。

4、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。

二、可能会带来的问题

1、更新丢失(Lost Update)

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。

2、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。

3、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”,重复读到的是不同的数据。

一句话:事务A读取到了事务B已经提交的修改数据,不符合隔离性。

4、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。

这里举一个简单的幻读的例子,事务A查询到表T有1,2,3条记录,然后事务B新插入的记录4,此时如果事务A对记录4进行更新,发现竟然可以更新成功,那么就让人产生幻觉的感觉,明明表只有1,2,3条记录,为啥记录4也可以更新成功?

三、解决方案

解决更新丢失的方法有如下两个:

  • 方法1:使用事务+锁定读,也就是for update,
  • 方法2:不使用事务,用CAS自旋来操作。

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。那有哪些隔离级别呢,如下图:

隔离级别 脏读 不可重复读 幻读
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

假设现在有两个事务,事务A和事务B,那么上面的四种隔离级别是什么意思呢?

1、读未提交(Read uncommitted)

字面意思是可以读到别的事务未提交的数据,也就是事务A可以读取事务B未提交的数据,这种情况肯定可能会导致脏读、不可重复度和幻读。

2、读已提交(Read committed)

字面意思是只可以读到别的事务已提交的数据,也就是事务A只可以读取到事务B已经提交了的数据,那么在B未提交之前的数据是读取不到的,也就不可能产生脏读,但是因为事务B已提交的数据是可以读取到的,所以可能会导致不可重复读和幻读。

3、可重复读(Repeatable read)

字面意思是事务可以重复读取数据,在事务期间,每次读取的数据都是一样的,也就是事务A开启事务后,读取了某一个表的5条数据,不管你事务B怎么对这5条数据修改操作,我事务A每次查询都是5条一摸一样的数据,所以是可重复读的,因此不可能导致脏读,不可重复读,但是还是可能导致幻读的。

4、可串行化(Serializable)

mysql中事务隔离级别为serializable时会锁表,因此不会出现幻读的情况,这种隔离级别并发性极低,开发中很少会用到。

四、查看设置MySQL事务隔离级别

1、查看当前会话隔离级别

  1. select @@tx_isolation;

2、查看系统当前隔离级别

  1. select @@global.tx_isolation;

3、设置当前会话隔离级别

  1. set session transaction isolation level repeatable read;

4、设置系统当前隔离级别

  1. set global transaction isolation level repeatable read;

mysql的默认隔离级别是REPEATABLE-READ,也就是可重复读,这种情况下不可能产生脏读和不可重复读的问题。

五、案例分析

我们通过举个例子来测试下不同的个的隔离级别及其可以解决的并发问题,这里先建一个表:
登录mysql

  1. ./mysql -u root -p

这里输入密码,我的是123456,然后执行建表语句,我这里用的数据库是test,没有的话可以先建!

  1. use test;
  2. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `test`(
  3. `id` INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT,
  4. `word` VARCHAR(100) NOT NULL,
  5. PRIMARY KEY ( `id` )
  6. )ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
  7. INSERT INTO `test`(`word`)VALUES('A');
  8. INSERT INTO `test`(`word`)VALUES('B');
  9. INSERT INTO `test`(`word`)VALUES('C');
  10. SELECT * FROM `test`;

1、读未提交(Read uncommitted)级别案例分析

我们设置系统当前会话隔离级别为:Read uncommitted

  1. set session transaction isolation level read uncommitted;
  2. select @@tx_isolation;

我们可以看到隔离级别已经调为read uncommitted。我们知道,这个级别是可能会发生脏读、不可重复度、幻读的,我们这里只需要举一个脏读的例子即可,毕竟如果脏读都发生了,那么不可重复读和幻读必然可能发生。

用例如下:
1、事务A开启事务,查询test表
2、事务B开启事务,查询test表,后将id为1的记录修改为A1
3、此时事务B未提交,查看事务A能否读取到A1,若能读取,表明发生了脏读。


由例子可以知道,事务B未提交,但是事务A却已经读到了事务B修改的数据,所以发生了脏读。

2、读已提交(Read committed)级别案例分析

我们设置系统当前会话隔离级别为:Read committed

  1. set session transaction isolation level read committed;
  2. select @@tx_isolation;

我们可以看到隔离级别已经调为read committed。我们知道,这个级别是不可能会发生脏读,但是可能会发生不可重复度、幻读。那么我们重新按照上面的例子看看有没有发生脏读。

脏读用例如下:
1、事务A开启事务,查询test表
2、事务B开启事务,查询test表,后将id为1的记录修改为A2
3、此时事务B未提交,查看事务A能否读取到A2,若能读取,表明发生了脏读。

我们可以看到,当隔离级别调成读已提交(Read committed)后,脏读就没有发生了,但是此时我们事务B提交,然后A再读,结果如下:

我们看到,事务A也变化了,表明发生了不可重复读,事务A第一次和第二次读取的结果发生了变化。

3、可重复读(Repeatable read)级别案例分析

我们设置系统当前会话隔离级别为:Repeatable read

  1. set session transaction isolation level repeatable read;
  2. select @@tx_isolation;

我们可以看到隔离级别已经调为repeatable read;。我们知道,这个级别是不可能会发生脏读,和不可重复度,但是可能发生幻读。那么我们重新按照上面的例子看看有没有发生脏读和不可重复读。

不可重复读用例如下:

1、事务A开启事务,查询test表
2、事务B开启事务,查询test表,后将id为1的记录修改为A3
3、此时事务B未提交,查看事务A能否读取到A3,若不能读取,表明未发生脏读。
4、此时把事务B提交,查看事务A能否读取到A3,若还是不能,表明未发生不可重复读。

有结果可以知道,事务A读取的记录一直都是A2,就算事务B提交了也不会有影响,所以可重复读(Repeatable read)级别不可能会发生脏读和不可重复读。那可不可能发生幻读呢?

我们在事务B插入一条数据(4,D),然后提交。

  1. INSERT INTO `test`(`word`)VALUES('D');

然后A也修改id未4的数据把D修改未D1,发现修改成功了,明明本来没有数据D的,现在突然就有了,好像出现了幻觉一样,所以这里发生了幻读。

4、可串行化(Serializable)级别案例分析

我们设置系统当前会话隔离级别为:Serializable

  1. set session transaction isolation level serializable;
  2. select @@tx_isolation;

我们可以看到隔离级别已经调为read committed。我们知道,这个级别是不可能会发生脏读、不可重复度和幻读。那么我们重新按照上面的例子看看有没有发生幻读。

幻读案例

1、事务A开启事务,查询test表
2、事务B插入一条数据(5,E)

  1. INSERT INTO `test`(`word`)VALUES('E');

我们发现,事务B直接卡住了,所以不可能发生幻读。

好了,今天就到这里,转载请注明来源哦!

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