雜談 資料庫事務及其隔離級別

2021-09-24 18:50:53 字數 3450 閱讀 1062

這段時間接觸了許多資料庫,比如mysql,redis,mongo等。因此生了總結一些筆記的念頭,故而打算複習以前學過的一些知識,所以會將以往做的一些筆記記錄下來。如果在寫部落格的時候能夠引發相關思考,那便再好不過了。

本篇部落格的主人公則是mysql,主要說一說資料庫事務和它的隔離級別。

1.事務

什麼是事務呢?官方一些來說,事務就是恢復和併發控制的基本單位。

為什麼說是基本單位呢?我們在做乙個需求的時候,往往不是乙個sql語句就可以完成所有的更改,通常都需要一系列的操作才可以達到預期的目的。而這一系列的操作呢,就可以看作乙個事務。或者說,我們可以人為地將它看作乙個「原子操作」。類似於+1和-1操作。當乙個事務執行之後,就相當於+1,那麼我如果後悔了呢?我不想加一了,怎麼辦呢?那就執行回滾,也就是-1操作。

那麼事務有什麼用處呢?上面說了,事務是恢復和併發控制的基本單位,那麼主要作用自然就是恢復和進行併發控制咯。

舉個例子,拿網上購物來說,當我們進行交易的時候,通常需要經過以下幾個步驟:

①更改商品庫存資訊;

②儲存客戶付款資訊,生成訂單並將其儲存到資料庫中;

③更改使用者的相關資訊,比如購物車資訊,下單資訊等。

如果事情順利,那麼這一系列操作自然可以順利執行,也就是說交易成功。但是萬一在交易的時候,突然有內鬼怎麼辦?

哈哈,開玩笑啦。但是你想啊,這一系列的操作,難免會出現一些極端情況,比如突然沒有訊號,或者手機關機了,又或者庫存資訊異常了,這都會導致整個交易過程失敗。那既然失敗了,一些操作結果自然就要不得。比如我這一系列操作有a、b、c,我在c卡殼了,那a、b的執行結果肯定就要不得了。那怎麼辦,把這一系列操作弄成乙個事務唄,要是中間出錯了,那就乖乖回滾,撤銷之前的操作。要是成功了,那自然就皆大歡喜。

2.事務的屬性

在第一點裡,我們有說到,我們可以人為地將事務看作乙個「原子操作」,這其實是事務的屬性之一:原子性。

事務必須滿足四個屬性,也就是原子性,一致性,隔離性,永續性。也就是我們一直念叨的acid。

①原子性

什麼是原子性呢?很顯然,我們一般認為原子是不可再分割的,所以乙個事務是乙個不可分割的整體。這樣的話呢,當執行事務的時候,就避免了只有部分事務完成,也避免了只執行了部分操作而帶來的錯誤。咱要麼全部執行,要麼全都不執行。

要不然,在上面的網購的例子裡,倘若我在第三步的時候嗝屁了,要是不對①②的操作進行撤回,那麼資料庫裡存的資料就是錯誤的,因為我根本就沒有交易成功呀,但資料庫裡卻有我的訂單資訊,豈不怪哉。

②一致性

一致性,其實不太好理解。我最初接觸它的時候,我就在想,到底是什麼玩意一致?

後來才發現,一致性指的是,乙個事務在執行之前和執行之後,資料庫裡面的資料,必須保持一致。

什麼意思呢,拿銀行轉賬來說,轉賬前後,這兩個賬戶的金額之和是不變的。這個就是一致性。

③隔離性

隔離,和誰隔離?作為乙個風度翩翩的事務,那自然要和其他事務保持一定的距離。因此,隔離性所針對的物件,便是其他的事務,這一般說的是在併發情況下。

也就是說,由併發事務所做出的修改,需要與任何其他併發事務所做出的修改隔離。怎麼理解呢?

舉個例子,對於一對事物a1和a2,對於a1來說,a2要麼在a1開始之前就已經結束了,要麼就在a1結束之後才開始執行。

因此,總的來說,當事務檢視資料庫的時候,資料所處的狀態,要麼是另乙個事務修改它之前的狀態,要麼就是另乙個事務修改它之後的模樣。作為乙個有素養的事務,才不會去檢視中間狀態的資料呢。

為啥要這樣?當然是為了保證資料的安全性咯。要是出現幻讀,那可就不好玩了。

④永續性

永續性,也叫永久性。世事無絕對,既然敢叫持久,那肯定有一些東西。什麼叫永續性呢?

對於記憶體資料庫來說,一旦斷電或者出現其他故障而關閉,那麼這些資料可就沒咯。咻~的一下就沒了。如果事前沒有整個快照或者寫入磁碟,而裡面又恰好有一些重要資料,那麼您就可以準備給自己做人工呼吸了,因為這些資料已成 過往雲煙,再也無法回到當初的模樣。

而對於mysql來說,事務的永久性,自然也體現在將資料寫入磁碟。記憶體中的資料都是鏡花水月,轉瞬即逝,只有寫入磁碟的資料,才可算得上持久。對於事務來說,寫入磁碟的並不是相關資料,而是對應的操作,update,insert 或者delete。事務完成之後呢,這些操作就會被寫入磁碟。倘若你需要恢復操作,那麼就可以根據對應的命令,進行手動回滾,這樣就可以回到事務執行以前的狀態。這裡可以了解一下commit和rollback。

在這裡,不得不稱讚一下資料庫日誌,前些天我做一些需求, 對一批資料進行一系列規則的操作,大概有六百萬資料。由於心大,因此沒有做備份。誰知道新來的實習生錯誤操作,把對應的表刪除了,他一臉懵逼的問我怎麼辦........我??? 好在日誌記錄了相關命令,發現是刪除命令只是簡單的delete,所以恢復了過來。否則,產品會發狂,我也會發狂......

3.併發操作所帶來的資料不一致性

上面我們說到,事務是併發控制的基本單位,保證事務的acid自然是義不容辭。但是資料庫基本上都是多使用者共享資料庫資源,也就是說多個使用者可以同時操作相同的資料

如果是序列操作,即事務順序執行,那自然沒啥大問題。但是倘若是並行控制,資料庫同時接受多個事務,併發操作有可能會破壞事務的acid屬性。

當多個使用者同時訪問乙個資料庫,倘若他們的事務同時操作相同的資料,而又不曾加鎖,那麼就很有可能會導致資料不一致性。

具體包括:更新丟失,髒讀,不可重複讀。

①更新丟失

在無鎖的併發操作下,如果兩個事務同時更新一行資料,乙個事務對資料的更新將很大可能把另乙個事務的更新覆蓋。比如多執行緒計算的時候,更新丟失很大機率會導致計算結果出錯。

②髒讀髒讀,很明顯,就是說讀到了髒資料。什麼叫髒資料呢,就是未提交的資料。乙個事務讀取了另乙個事務的未提交的資料,這是很不安全的。萬一該事務回滾了呢?這樣的話,這個資料就被撤銷了。這樣的話,髒讀之後,該事務的執行結果也不見得正確。

③不可重複讀

不可重複讀,是針對於讀取結果來的。當乙個事務對同一行資料讀取兩次,但卻得到不同的結果,這便是不可重複讀。

若是細分,則有以下兩種情況:

4.事務的隔離級別

第三點說的這幾種情況,乍一看,似乎覺得資料庫用起來很不安全。不過,作為乙個風度翩翩的資料庫,自然會有相應的對策去避免以上的幾種情況咯。

在標準的sql規範中,定義了四個事務隔離級別,來避免上面的幾種情況。而不同的隔離級別,對事物的處理也是不同的。下面就來認識一下:

事務的隔離級別越高,就越能夠保證事務的完整性和統一性。當然,沒有完美的盛宴,級別越高,對併發效能的影響也就越大。對於mysql來說,預設的隔離級別是可重複讀,正好可以避免更新丟失、髒讀、不可重複讀。對於其他的一些資料庫,比如oracle,一般將隔離級別設定為讀已提交,它可以避免髒讀,而且擁有較好的併發效能。而對於不可重複讀、髒讀、第二類丟失更新等這些併發問題,則可以適當地用悲觀鎖或者樂觀鎖來進行控制。

資料庫事務隔離級別

資料庫事務的隔離級別有4個,由低到高依次為read uncommitted read committed repeatable read serializable,這四個級別可以逐個解決髒讀 不可重複讀 幻讀這幾類問題。可能出現 不會出現 髒讀不可重複讀 幻讀read uncommitted rea...

資料庫事務隔離級別

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資料庫事務隔離級別

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