前言
2022/8/9 18:05
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第13章 事务基础知识
1.数据库事务概述
事务是数据库区别于文件系统的重要特性之一,当有了事务就会让数据库始终保持一致性
,同时还能通过事务的机制恢复到某个时间点
,这样可以保证已提交到数据库的修改不会因为系统崩溃而丢失
1.1 存储引擎支持情况
SHOW ENGINES
命令来查看当前 MySQL 支持的存储引擎都有哪些,以及这些存储引擎是否支持事务。
SHOW ENGINES; /* +--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+ | Engine | Support | Comment | Transactions | XA | Savepoints | +--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+ | FEDERATED | NO | Federated MySQL storage engine | NULL | NULL | NULL | | MEMORY | YES | Hash based, stored in memory, useful for temporary tables | NO | NO | NO | | InnoDB | DEFAULT | Supports transactions, row-level locking, and foreign keys | YES | YES | YES | | PERFORMANCE_SCHEMA | YES | Performance Schema | NO | NO | NO | | MyISAM | YES | MyISAM storage engine | NO | NO | NO | | MRG_MYISAM | YES | Collection of identical MyISAM tables | NO | NO | NO | | BLACKHOLE | YES | /dev/null storage engine (anything you write to it disappears) | NO | NO | NO | | CSV | YES | CSV storage engine | NO | NO | NO | | ARCHIVE | YES | Archive storage engine | NO | NO | NO | +--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+ */
能看出在MysQL中,只有InnoDB是支持事务的
1.2 基本概念
**事务:**一组逻辑操作单元,使数据从一种状态变换到另一种状态。
事务处理的原则:保证所有事务都作为 一个工作单元 来执行,即使出现了故障,都不能改变这种执行方式。当在一个事务中执行多个操作时,要么所有的事务都被提交( commit ),那么这些修改就 永久 地保存下来;要么数据库管理系统将 放弃 所作的所有 修改 ,整个事务回滚( rollback )到最初状态。
#案例: AA用户给BB用户转账100 UPDATE accounts SET money = money - 50 WHERE NAME = 'AA'; #服务器宕机 UPDATE accounts SET money = money + 50 WHERE NAME = 'BB';
1.3 事务的ACID特性
- 原子性(atomicity)
原子性是指事务是一个不可分割的工作单位,要么全部提交,要么全部失败回滚。即要么转账成功,要么转账失败,是不存在中间的状态。如果无法保证原子性会怎么样?就会出现数据不一致的情形,A账户减去100元,而B账户增加100元操作失败,系统将无故丢失100元。
一致性(consistency)
(国内很多网站上对一致性的阐述有误,具体你可以参考wikipedia对Consistency的阐述)
根据定义,一致性是指事务执行前后,数据从一个合法性状态变换到另外一个合法性状态。这种状态是语义上的而不是语法上的,跟具体的业务有关。
补充:
某本书上的一致性概念–> 一致性:在事务开始之前和事务结束以后,数据库的完整性没有被破坏。这表示写入的资料必须完全符合所有的预设规则,这包含资料的精确度、串联性以及后续数据库可以自发地完成预定的工作。
那什么是合法的数据状态呢?满足预定的约束的状态就叫做合法的状态。通俗一点,这状态是由你自己来定义的(比如满足现实世界中的约束)。满足这个状态,数据就是一致的,不满足这个状态,数据就是不一致的!如果事务中的某个操作失败了,系统就会自动撤销当前正在执行的事务,返回到事务操作之前的状态。
举例1:A账户有200元,转账300元出去,此时A账户余额为-100元。你自然就发现了此时数据是不一致的,为什么呢?因为你定义了一个状态,余额这列必须>=0。
举例2:A账户200元。转账50元给B账户,A账户的钱扣了,但是B账户因为各种意外,余额并没有增加。你也知道此时数据是不一致的,为什么呢?因为你定义了一个状态,要求A+E的总余额必须不变。
举例3:在数据表中将姓名
字段设置为唯一性约束
,这时当事务进行提交或者事务发生回滚的时候,如果数据表中的姓名不唯一,就破坏了事务的一致性要求。
- 隔离型(isolation)
联系操作系统的临界区的概念
事务的隔离性是指一个事务的执行不能被其他事务干扰 ,即一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能互相干扰。
如果无法保证隔离性会怎么样?假设A账户有200元,B账户0元。A账户往B账户转账两次,每次金额为50元,分别在两个事务中执行。如果无法保证隔离性,会出现下面的情形:
UPDATE accounts SET money = money - 50 WHERE NAME = 'AA'; UPDATE accounts SET money = money + 50 WHERE NAME = 'BB';
- 持久性(durability)
持久性是指一个事务一旦被提交,它对数据库中数据的改变就是 永久性
的 ,接下来的其他操作和数据库故障不应该对其有任何影响。
持久性是通过 事务日志 来保证的。日志包括了 重做日志 和 回滚日志 。当我们通过事务对数据进行修改的时候,首先会将数据库的变化信息记录到重做日志中,然后再对数据库中对应的行进行修改。这样做的好处是,即使数据库系统崩溃,数据库重启后也能找到没有更新到数据库系统中的重做日志,重新执行,从而使事务具有持久性。
总结
ACID是事务的四大特性,在这四个特性中,原子性是基础,隔离性是手段,一致性是约束条件,而持久性是目的。
数据库事务,其实就是数据库设计者为了方便起见,把需要保证原子性、隔离性、一致性和持久性的一个或多个数据库操作称为一个事务
1.4 事务的状态
我们现在知道 事务
是一个抽象的概念,它其实对应着一个或多个数据库操作,MySQL根据这些操作所执行的不同阶段把 事务
大致划分成几个状态:
活动的(active)
事务对应的数据库操作正在执行过程中时,就说该事务处在 活动的 状态。
部分提交的(partially committed)
当事务中的最后一个操作执行完成,但由于操作都在内存中执行,所造成的影响并 没有刷新到磁盘时,我们就说该事务处在 部分提交的 状态。
失败的(failed)
当事务处在 活动的 或者 部分提交的 状态时,可能遇到了某些错误(数据库自身的错误、操作系统错误或者直接断电等)而无法继续执行,或者人为的停止当前事务的执行,就说该事务处在失败的状态
中止的(aborted)
如果事务执行了一部分而变为失败的 状态,那么就需要把已经修改的事务中的操作还原到事务执行前的状态。换句话说,就是要撤销失败事务对当前数据库造成的影响。把这个撤销的过程称之为 回滚 。当 回滚 操作执行完毕时,也就是数据库恢复到了执行事务之前的状态,就说该事务处在了 中止的 状态。
举例:
UPDATE accounts SET money = money - 50 WHERE NAME = 'AA'; UPDATE accounts SET money = money + 50 WHERE NAME = 'BB';
- 提交的(committed)
当一个处在部分提交的
状态的事务将修改过的数据都同步到磁盘
上之后,就可以说该事务处在了提交的
状态。
一个基本的状态转换图如下所示:
图中可见,只有当事务处于提交的
或者中止的
状态时,一个事务的生命周期才算是结束了。对于已经提交的事务
来说,该事务对数据库所做的修改将永久生效,对于处于中止状态的事务,该事务对数据库所做的所有修
被回滚到没执行该事务之前的状态。
2. 如何使用事务
使用事务有两种方式,分别为显式事务
和隐式事务
2.1 显式事务
#09-事务的基础知识 #1.事务的完成过程 #步骤1:开启事务: #步骤2:一系列的DML操作 #... #步骤3:结束的状态:提交的状态(COMMIT)、中止的状态(ROLLBACK)
步骤1: START TRANSACTION
或者 BEGIN
,作用是显式开启一个事务。
BEGIN; #或者 START TRANSACTION;
START TRANSACTION 语句相较于 BEGIN 特别之处在于,后边能跟随几个 修饰符 :
① READ ONLY :标识当前事务是一个 只读事务 ,也就是属于该事务的数据库操作只能读取数据,而不
能修改数据。
补充:只读事务中只是不允许修改那些其他事务也能访问到的表中的数据,对于临时表来说(使用CREATE TMEPORARY TABLE创建的表),由于它们只能在当前会话中可见,所以只读事务其实也是可以对临时表进行增、删、改操作的
② READ WRITE :标识当前事务是一个读写事务 ,也就是属于该事务的数据库操作既可以读取数据,也可以修改数据。
③ WITH CONSISTENT SNAPSHOT :启动一致性读。
比如:
START TRANSACTION READ ONLY;#开启一个只读事务
START TRANSACTION READ ONLY,WITH CONSISTENT SNAPSHOT;#开启只读事多和一致性读
START TRANSACTION READ WRITE,WITH CONSISTENT SNAPSHOT;#开启读写事务和一致性读
注意:
`
READ ONLY和READ WRITE是用来设置所谓的事务访问模式的,就是以只读还是读写的方式来访问数据库中的数据,一个事务的访问模式不能同时既设置为只读的又设置为读写的,所以不能同时把READ ONLY和READ WRITE放到START TRANSACTION语句后边
如果不显式指定事务的访问模式,那么该事务的访问模式就是读写模式。
**步骤2:**一系列事务中的操作(主要是DML,不含DDL)
**步骤3:**提交事务 或 中止事务(即回滚事务)
# 提交事务。当提交事务后,对数据库的修改是永久性的 COMMIT;
# 回滚事务。即撤销正在进行的所有没有提交的修改 ROLLBACK; # 将事务回滚到某个保存点 ROLLBACK TO [SAVEPOINT]
其中关于SAVEPOINT相关操作有:
#在事务中创建保存点,方便后续针对保存点进行回滚。一个事务中可么存在多个保存点 SAVEPOINT 保存点名称;
#删除某个保存点 RELEASE SAVEPOINT保存点名称;
#2.显式事务 #2.1 如何开启?使用关键字:start transaction 或 begin # start transaction 后面可以跟read only/read write(默认) / with consistent snapshot #2.2 保存点(SAVEPOINT)
2.2 隐式事务
MySQL中有一个系统变量 autocommit
:
SHOW VARIABLES LIKE 'autocommit'; /* +---------------+-------+ | Variable_name | Value | +---------------+-------+ | autocommit | ON | +---------------+-------+ */
默认情况下,如果不显式的使用START TRANSACTION或者BEGIN语句开启一个事务,那么每一条语句都算是一个独立的事务,这种特性称之为事务的自动提交。也就是说,不以START TRANSACTION或者BEGIN语句显式的开启一个事务,那么下边这两条语句就相当于放到两个独立的事务中去执行
#3.隐式事务 #3.1 关键字:autocommit #set autocommit = false; SHOW VARIABLES LIKE 'autocommit';#默认是ON UPDATE account SET balance = balance - 10 WHERE id = 1; #此时这条DML操作是一个独立的事务 UPDATE account SET balance = balance + 10 WHERE id = 2; #此时这条DML操作是一个独立的事务
当然,如果想关闭这种 自动提交
的功能,可以使用下边两种方法之一:
- 显式的的使用
START TRANSACTION
或者BEGIN
语句开启一个事务。这样在本次事务提交或者回滚前会暂时关闭掉自动提交的功能。 - 把系统变量
autocommit
的值设置为OFF
,就像这样:
SET autocommit = OFF; #或 SET autocommit = 0;
这样的话,写入的多条语句就算是属于同一个事务了,直到我们显式的写出COMNIT
语句来把这个事务提交掉,或者显式的写出ROLLBACK
语句来把这个事务回滚掉。
补充: Oracle 默认不自动提交,需要手写COMMIT命令,而MySQL 默认自动提交。
#3.2 如何关闭自动提交? #方式1: SET autocommit = FALSE; #针对于DML操作是有效的,对DDL操作是无效的。 UPDATE account SET balance = balance - 10 WHERE id = 1; UPDATE account SET balance = balance + 10 WHERE id = 2; COMMIT; #或rollback; #方式2:在autocommit为true的情况下,使用start transaction 或begin开启事务,那么DML操作就不会自动提交数据 START TRANSACTION; UPDATE account SET balance = balance - 10 WHERE id = 1; UPDATE account SET balance = balance + 10 WHERE id = 2; COMMIT; #或rollback;