MySQL基础：事务篇

笔记来源：

1. 黑马程序员 MySQL数据库入门到精通
2. 小林coding

1.事务简介

事务：是一组操作的集合，它时一个不可分割的工作单位，事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这些操作要么同时成功，要么同时失败。

什么是事务

• 在MySQL中的事务（Transaction）是由存储引擎实现的，在MySQL中，只有InnoDB存储引擎才支持事务。
• 事务处理可以用来维护数据库的完整性，保证成批的 SQL 语句要么全部执行，要么全部不执行。
• 事务用来管理 DDL、DML、DCL 操作，比如 insert,update,delete 语句，默认是自动提交的。

理解事务

事务相当于一些操作的集合，这些操作要么全都完成，要么全都不完成。

在银行转账时，必须保证转账绝对安全，这时需要事务参与:

update account set money = money - 200 where id = 1; 
update account set money = money + 200 where id = 2;

一个人给另一个人转账，那么转账人的金额必须减少，被转账人的金额必须增加，两件事是捆绑在一起的。

假如在第一次update之后，出现了意外、异常，没有执行第二次update，这时转账就出现了错误。

所以事务就是用来保证数据安全的一个重要举措，当发生异常时可以进行回滚，恢复已经执行的操作。

2.事务操作

模拟转账操作

1. 首先我们先创建一个account表。

CREATE TABLE account (
    id int PRIMARY KEY,
    `name` VARCHAR(10),
    money int 
);
INSERT into account(id,name,money) VALUES(1,'张三',2000)
INSERT into account(id,name,money) VALUES(2,'李四',2000)

1. 实现转账操作

-- 1.查询张三账户余额
select money FROM account where name='张三';

-- 2.将张三余额-1000
UPDATE account 
SET money = money - 1000 
WHERE
    NAME = '张三'

-- 3.将李四余额+1000
UPDATE account 
SET money = money + 1000 
WHERE
    NAME = '李四'

我们先来执行一遍转账操作，执行结果：没有问题

现在我们模拟转账过程中出现了异常的状况

1. 先将两个人的余额恢复为2000

   UPDATE account
   set money = 2000
   WHERE name='张三' or name ='李四'

2. 模拟异常

   -- 1.查询张三账户余额
   select money FROM account where name='张三';
   
   -- 2.将张三余额-1000
   UPDATE account 
   SET money = money - 1000 
   WHERE
       NAME = '张三';
   模拟异常
   -- 3.将李四余额+1000
   UPDATE account 
   SET money = money + 1000 
   WHERE
       NAME = '李四';

3. 执行结果

   

此时我们就发现了异常，张三余额减了1000，而李四余额没有加上。

为什么会出现这样的结果：

因为sql语句是自动提交的，没执行一次语句就自动提交上去了，当执行发现了异常就不在执行，后面的语句也不执行，但异常前的语句执行完不会在变了。所以就导致了信息不对等的结果。这也就是为什么有事务的原因。

事务的一些操作

-- 查看事务提交方式
SELECT @@autocommit;
-- 将自动提交改为手动提交
SET @@autocommit = 0; 
-- 提交事务
COMMIT;
-- 回滚事务
ROLLBACK;

设置事务提交方式为手动提交之后，我们再次执行转账操作

-- 1.查询张三账户余额
select money FROM account where name='张三';

-- 2.将张三余额-1000
UPDATE account 
SET money = money - 1000 
WHERE
    NAME = '张三';
-- 3.将李四余额+1000
UPDATE account 
SET money = money + 1000 
WHERE
    NAME = '李四'

执行完后，我们发现account表中的数据并没有发生变化，这是因为设置手动提交之后，执行的语句只是在当前会话中，如果我们自己不执行commit操作，那执行的语句就不会提交给数据库。也就不会修改里面的内容。

我们执行commit语句。

执行完过后，我们就会发现数据已经更改了。

现在我们再来模拟一遍转账出现异常的操作。

1.先将表中的余额都修改回2000.

UPDATE account
set money = 2000
WHERE name='张三' or name ='李四';
COMMIT;

2.模拟出错：

-- 1.查询张三账户余额
select money FROM account where name='张三';

-- 2.将张三余额-1000
UPDATE account 
SET money = money - 1000 
WHERE
    NAME = '张三';
模拟异常
-- 3.将李四余额+1000
UPDATE account 
SET money = money + 1000 
WHERE
    NAME = '李四'

此时已经发生了错误，我们就不能在进行手动提交事务，而是需要回滚事务

3.回滚事务

-- 回滚事务
ROLLBACK;

执行完之后我们就发现数据没有发生变化。

通过另一种方式开启事务：

1、开启事务：Start Transaction

• 任何一条DML语句(insert、update、delete)执行，标志事务的开启
• 命令：BEGIN 或 START TRANSACTION

2、提交事务：Commit Transaction

• 成功的结束，将所有的DML语句操作历史记录和底层硬盘数据来一次同步，如果没有提交，会发现内存的数据发生改变，但硬盘内的数据不变。
• 命令：COMMIT

3、回滚事务：Rollback Transaction

• 失败的结束，将所有的DML语句操作历史记录全部清空
• 命令：ROLLBACK

-- 开启事务
START TRANSACTION;
BEGIN;
-- 提交事务
COMMIT;
-- 回滚事务
ROLLBACK;

模拟转账异常

-- 改为自动提交
SET @@autocommit = 1; 

-- 开启事务
START TRANSACTION;

-- 执行转账操作

-- 1.查询张三账户余额
select money FROM account where name='张三';

-- 2.将张三余额-1000
UPDATE account 
SET money = money - 1000 
WHERE
    NAME = '张三';
模拟异常
-- 3.将李四余额+1000
UPDATE account 
SET money = money + 1000 
WHERE
    NAME = '李四';
    
-- 提交事务
COMMIT;

-- 如果转账中的任何一条出现问题，则回滚事务 ,这个要和jdbc结合才能使用
-- 回滚事务
ROLLBACK;

3. 事务四大特性

• 原子性：事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败。
• 一致性：事务完成时，必须时所有的数据保持一致状态。
• 隔离性：数据库提供的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。
• 持久性：事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变是永久。

4.并发事务问题

• 脏读：一个事务读到另一个事务还没有提交的数据
• 不可重复读：一个事务先后读取同一条数据，但两次读取的数据不同。

• 幻读：一个事务按照条件查询数据时，没有对象的数据行，但是在插入数据时，又发现这行数据已经存在，好像出现了“幻觉”。

  脏读

如果一个事务「读到」了另一个「未提交事务修改过的数据」，就意味着发生了「脏读」现象。

假设有A和B这两个事务同时在处理，事务A先开始读取金额，然后执行更新操作，此时事务A还没有提交事务，而此时正好事务B也从数据库中读取小林的余额数据，你们事务B读取到的余额是刚才事务A更新后的数据，即使没有提交事务。但事务A可能会因为出错而回滚事务。所以事务B读到的数据是过期的数据，这就是脏读。

不可重复读

在一个事务内多次读取同一个数据，如果出现前后两次读到的数据不一样的情况，就意味着发生了「不可重复读」现象。

假设又A和B两个事务在同时处理，事务A现开始从数据库中读取余额，然后继续执行代码逻辑，在这时如果事务B更新了这条数据，并提交了事务，那么当事务A再次读取该数据时，就会发现前后两次读到的数据不一致，这就叫不可重复读。

幻读

在一个事务内多次查询某个符合查询条件的「记录数量」，如果出现前后两次查询到的记录数量不一样的情况，就意味着发生了「幻读」现象。

假设有A和B两个事务同时在处理，事务A先开始从数据库查询账户余额大于100万的记录，发现共有五条，然后B也按相同的搜索条件也是查询除了5条数据记录。但是，接下来事务A插入了一条余额超过100的记录，并且提交了事务，此时事务B再次查询余额大于100万的记录，发现记录有6条。发现和前一次读到的记录数量不一样了，就感觉发生了幻觉一样，这就叫幻读

5. 事务隔离级别

当多个事务并发执行时可能遇到「脏读、不可重复读、幻读」的现象，这些现象会对事务的一致性产生不同程序的影响。

• 脏读：读取到其他事务未提交的数据
• 不可重复读：前后读取的数据不一致
• 幻读：前后读取到的记录数量不一致

这三个现象的严重性排序：

SQL标准提出了四种隔离级别来规避这些现象，隔离级别越高，性能效率就越低，这四个隔离级别如下：

• 读未提交：指一个事务还未提交时，它做的变更就能被其他事务看到。
• 读提交：指一个事务提交之后，它做的改变才能被其他事务看到。
• 可重复读：指一个事务执行过程中看到的数据，一致跟这个事务启动时看到的数据是一致的，MySQL InnoDB 引擎的默认隔离级别；
• 串行化：会对记录加上读写锁，在多个事务对这条记录进行读写操作时，如果发生了读写冲突的时候，后访问的事务必须等前一个事务执行完成之后，才能继续执行。

按隔离级别水平高低排序如下：

对于不同的隔离级别，并发事务时可能发生的现象也会不同。

• 在读未提交的隔离级别下，可能发生脏读、不可重复读和幻读现象。
• 在读提交的隔离级别下，可能会发生不可重复读和幻读的现象。
• 在可重复读的隔离级别下，可能会发生幻读的现象
• 在串行化的隔离级别下，这些现象都不会发生。

所以，要解决脏读现象，起码要升级到读提交以上的级别，要解决不可重复读的现象，起码要升级到可重复读的隔离级别。

但是，要解决幻读现象不建议将隔离级别升级到串行化，因为这样会导致很多事务无法并行操作，在并发事务时性能很差。

MySQL InnoDB 引擎的默认隔离级别虽然是「可重复读」，但是它很大程度上避免幻读现象，解决的方案有两种：

• 针对快照读（普通select语句），通过MVCC（多版本并发控制）方式解决了幻读，因为可重复读隔离级别下，事务执行过程中看到的数据，一致跟这个事务启动时看到的数据是一致的，即使中途有其他事务插入了一条数据，是查询不出来这条数据的。所以很好的避免了幻读问题。
• 针对当前读（select .. for update 等语句），是通过next-key lock (记录锁+间隙锁）方式解决了幻读，因为当执行select ... for update语句的时候，会加上next-key lock，如果有其他事务在next-key lock范围内插入了一条记录，那么这个插入语句就会被阻塞，无法成功插入，所以就很好了避免幻读问题。

接下来，举个具体的例子来说明这四种隔离级别，有一张账户余额表，里面有一条账户余额为 100 万的记录。然后有两个并发的事务，事务 A 只负责查询余额，事务 B 则会将我的余额改成 200 万，下面是按照时间顺序执行两个事务的行为：

在不同隔离级别下，事务A执行过程中查询到的余额可能会不同：

• 在读未提交隔离级别下，事务B修改余额后，虽然没有提交事务，但是此时的余额已经可以被事务A看见了，于是事务A中余额V1的值是200万，余额V2、V3自然也是200万了。
• 在读提交隔离级别下，事务B修改余额后，但没有提交事务，所以余额V1还是100万，等事务B提交之后，最新的余额次啊能被事务A看见，因此余额V2、V3都是200万。
• 在可重复读隔离级别下，事务A只能看见启动事务时的数据，所以V1，V2的值都是100万，当事务A提交完食物后，就能看见最新的余额数据了，所以余额V3的值时200万。
• 在串行化隔离级别下，事务B在执行将余额100万修改未200万时，由于此前事务A执行了读操作，这样就发生了读写冲突，于是就会被锁住，直到事务A提交后，事务B才能执行。所以从A的角度来看，余额V1、V2都是100万，而V3的值是200万。

接下来我们用sql语句具体实现这些隔离级别

-- 查看事务隔离级别
-- 版本低的用：
select @@tx_isolation;
-- 版本高的用：
SELECT @@TRANSACTION_isolation;

-- 设置隔离级别
set SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read UNCOMMITTED;

我们用两个命令行窗口来演示两个并发事务。

读未提交

读提交

可重复读

串行化

事务的隔离级别-操作

-- 查看隔离级别 
show variables like '%isolation%';

-- 设置隔离级别
set session transaction isolation level 级别字符串
级别字符串：read uncommitted、read committed、repeatable read、serializable

-- 设置read uncommitted
set session transaction isolation level read uncommitted;
 
-- 设置read committed
set session transaction isolation level read committed;
 
-- 设置repeatable read
set session transaction isolation level repeatable read;
 
-- 设置serializable
set session transaction isolation level serializable;