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MySQL資料庫事務的四大特性以及事務的隔離級別

目錄

一、事務的四大特性(ACID)

如果一個數據庫聲稱支援事務的操作,那麼該資料庫必須要具備以下四個特性:

1、原子性(Atomicity)

  原子性是指事務包含的所有操作要麼全部成功,要麼全部失敗回滾,因此事務的操作如果成功就必須要完全應用到資料庫,如果操作失敗則不能對資料庫有任何影響。

2、一致性(Consistency)

  一致性是指事務必須使資料庫從一個一致性狀態變換到另一個一致性狀態,也就是說一個事務執行之前和執行之後都必須處於一致性狀態。
  拿轉賬來說,假設使用者A和使用者B兩者的錢加起來一共是5000,那麼不管A和B之間如何轉賬,轉幾次賬,事務結束後兩個使用者的錢相加起來應該還得是5000,這就是事務的一致性。

3、隔離性(Isolation)

  隔離性是當多個使用者併發訪問資料庫時,比如操作同一張表時,資料庫為每一個使用者開啟的事務,不能被其他事務的操作所幹擾,多個併發事務之間要相互隔離。
  即要達到這麼一種效果:對於任意兩個併發的事務T1和T2,在事務T1看來,T2要麼在T1開始之前就已經結束,要麼在T1結束之後才開始,這樣每個事務都感覺不到有其他事務在併發地執行。

4、永續性(Durability)

  永續性是指一個事務一旦被提交了,那麼對資料庫中的資料的改變就是永久性的,即便是在資料庫系統遇到故障的情況下也不會丟失提交事務的操作。
  例如我們在使用JDBC操作資料庫時,在提交事務方法後,提示使用者事務操作完成,當我們程式執行完成直到看到提示後,就可以認定事務以及正確提交,
即使這時候資料庫出現了問題,也必須要將我們的事務完全執行完成,否則就會造成我們看到提示事務處理完畢,但是資料庫因為故障而沒有執行事務的重大錯誤。

二、事務的隔離級別(預設事務級別為可重複讀)

總的說,資料庫事務無非就兩種:讀取事務(select)、修改事務(update,insert)。在沒有事務隔離控制的時候,多個事務在同一時刻對同一資料的操作可能就會影響到最終期望的結果,通常有四種情況:
(1) 兩個更新事務同時修改一條資料時,很顯然這種情況是最嚴重的了,程式中無論如何也不能出現這種情況,因為它會造成更新的丟失!
(2) 一個更新事務更新一條資料時,另一個讀取事務讀取了還沒提交的更新,這種情況下會出現讀取到髒資料。
(3) 一個讀取事務讀取一條資料時,另一個更新事務修改了這條資料,這時就會出現不可重現的讀取。
(4)一個讀取事務讀取時,另一個插入事務(注意此處時插入)插入了一條新資料,這樣就可能多讀出一條資料,出現幻讀。
以上四種情況描述完畢,相信大家也發現規律了,前三種是對同一條資料的併發操作,對程式的結果可能產生致命影響,尤其是金融等實時性,準確性要求極高的系統,絕不容許這三中情況的出現,
相比第四種情況不會影響資料的真實性,在很多情況下是允許的,如社交論壇等實時性要求不高的系統!
綜上四個情況,我們可以大致這樣簡單的理解(最初說的兩種事務的自由組合2*2=4):
A) 修改時允許修改(丟失更新)
B) 修改時允許讀取(髒讀)
C) 讀取時允許修改(不可重複讀)
D) 讀取時允許插入(幻讀)
從上到下問題越來越不嚴重,但所需的效能開銷卻越大。因為不同的系統允許不同級別的情況,所以就出現了事務隔離這麼一個東東,來允許我們設定資料庫的併發行為。

總結下如果不考慮事務的隔離性,會發生的幾種問題:

1,髒讀
  髒讀是指在一個事務處理過程裡讀取了另一個未提交的事務中的資料。
  當一個事務正在多次修改某個資料,而在這個事務中這多次的修改都還未提交,這時一個併發的事務來訪問該資料,就會造成兩個事務得到的資料不一致。例如:使用者A向用戶B轉賬100元,對應SQL命令如下
    update account set money=money+100 where name=’B’;  (此時A通知B)
    update account set money=money - 100 where name=’A’;
  當只執行第一條SQL時,A通知B檢視賬戶,B發現確實錢已到賬(此時即發生了髒讀),而之後無論第二條SQL是否執行,只要該事務不提交,則所有操作都將回滾,那麼當B以後再次檢視賬戶時就會發現錢其實並沒有轉。

2,不可重複讀
  不可重複讀是指在對於資料庫中的某個資料,一個事務範圍內多次查詢卻返回了不同的資料值,這是由於在查詢間隔,被另一個事務修改並提交了。
  例如事務T1在讀取某一資料,而事務T2立馬修改了這個資料並且提交事務給資料庫,事務T1再次讀取該資料就得到了不同的結果,傳送了不可重複讀。
  不可重複讀和髒讀的區別是,髒讀是某一事務讀取了另一個事務未提交的髒資料,而不可重複讀則是讀取了前一事務提交的資料。
  在某些情況下,不可重複讀並不是問題,比如我們多次查詢某個資料當然以最後查詢得到的結果為主。但在另一些情況下就有可能發生問題,例如對於同一個資料A和B依次查詢就可能不同,A和B就可能打起來了……

3,虛讀(幻讀)
  幻讀是事務非獨立執行時發生的一種現象。例如事務T1對一個表中所有的行的某個資料項做了從“1”修改為“2”的操作,這時事務T2又對這個表中插入了一行資料項,而這個資料項的數值還是為“1”並且提交給資料庫。而操作事務T1的使用者如果再檢視剛剛修改的資料,會發現還有一行沒有修改,其實這行是從事務T2中新增的,就好像產生幻覺一樣,這就是發生了幻讀。
  幻讀和不可重複讀都是讀取了另一條已經提交的事務(這點就髒讀不同),所不同的是不可重複讀查詢的都是同一個資料項,而幻讀針對的是一批資料整體(比如資料的個數)。

 SQL標準定義了4類隔離級別,包括了一些具體規則,用來限定事務內外的哪些改變是可見的,哪些是不可見的。低級別的隔離級一般支援更高的併發處理,並擁有更低的系統開銷。

MySQL資料庫的四種事務隔離級別

Read Uncommitted(讀取未提交內容)

       在該隔離級別,所有事務都可以看到其他未提交事務的執行結果。本隔離級別很少用於實際應用,因為它的效能也不比其他級別好多少。讀取未提交的資料,也被稱之為髒讀(Dirty Read);

Read Committed(讀取提交內容)

       這是大多數資料庫系統的預設隔離級別(但不是MySQL預設的)。它滿足了隔離的簡單定義:一個事務只能看見已經提交事務所做的改變。這種隔離級別 也支援所謂的不可重複讀(Nonrepeatable Read),因為同一事務的其他例項在該例項處理其間可能會有新的commit,所以同一select可能返回不同結果;

Repeatable Read(可重讀)

       這是MySQL的預設事務隔離級別,它確保同一事務的多個例項在併發讀取資料時,會看到同樣的資料行。不過理論上,這會導致另一個棘手的問題:幻讀 (Phantom Read)。
       簡單的說,幻讀指當用戶讀取某一範圍的資料行時,另一個事務又在該範圍內插入了新行,當用戶再讀取該範圍的資料行時,會發現有新的“幻影” 行。
       InnoDB和Falcon儲存引擎通過多版本併發控制(MVCC,Multiversion Concurrency Control)機制解決了該問題

Serializable(可序列化) 

       這是最高的隔離級別,它通過強制事務排序,使之不可能相互衝突,從而解決幻讀問題。簡言之,它是在每個讀的資料行上加上共享鎖。在這個級別,可能導致大量的超時現象和鎖競爭。
         這四種隔離級別採取不同的鎖型別來實現,若讀取的是同一個資料的話,就容易發生問題。例如:

         髒讀(Drity Read):某個事務已更新一份資料,另一個事務在此時讀取了同一份資料,由於某些原因,前一個RollBack了操作,則後一個事務所讀取的資料就會是不正確的。
         不可重複讀(Non-repeatable read):在一個事務的兩次查詢之中資料不一致,這可能是兩次查詢過程中間插入了一個事務更新的原有的資料。
         幻讀(Phantom Read):在一個事務的兩次查詢中資料筆數不一致,例如有一個事務查詢了幾列(Row)資料,而另一個事務卻在此時插入了新的幾列資料,先前的事務在接下來的查詢中,就會發現有幾列資料是它先前所沒有的。
         在MySQL中,實現了這四種隔離級別,分別有可能產生問題如下所示:
         
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  ① Serializable (序列化):可避免髒讀、不可重複讀、幻讀的發生。
  ② Repeatable read (可重複讀):可避免髒讀、不可重複讀的發生。
  ③ Read committed (讀已提交):可避免髒讀的發生。
  ④ Read uncommitted (讀未提交):最低級別,任何情況都無法保證。

  以上四種隔離級別最高的是Serializable級別,最低的是Read uncommitted級別,當然級別越高,執行效率就越低。像Serializable這樣的級別,就是以鎖表的方式(類似於Java多執行緒中的鎖)使得其他的執行緒只能在鎖外等待,所以平時選用何種隔離級別應該根據實際情況。在MySQL資料庫中預設的隔離級別為Repeatable read (可重複讀)。

  在MySQL資料庫中,支援上面四種隔離級別,預設的為Repeatable read (可重複讀);而在Oracle資料庫中,只支援Serializable (序列化)級別和Read committed (讀已提交)這兩種級別,其中預設的為Read committed級別。

  在MySQL資料庫中檢視當前事務的隔離級別: select @@tx_isolation;

  在MySQL資料庫中設定事務的隔離 級別:   

 set  [glogal | session]  transaction isolation level 隔離級別名稱;

 set tx_isolation=’隔離級別名稱;’

例1:檢視當前事務的隔離級別:

  

例2:將事務的隔離級別設定為Read uncommitted級別:

  

或:

  

記住:設定資料庫的隔離級別一定要是在開啟事務之前!

  如果是使用JDBC對資料庫的事務設定隔離級別的話,也應該是在呼叫Connection物件的setAutoCommit(false)方法之前。呼叫Connection物件的setTransactionIsolation(level)即可設定當前連結的隔離級別,至於引數level,可以使用Connection物件的欄位:

  

在JDBC中設定隔離級別的部分程式碼:

  

  後記:隔離級別的設定只對當前連結有效。對於使用MySQL命令視窗而言,一個視窗就相當於一個連結,當前視窗設定的隔離級別只對當前視窗中的事務有效;對於JDBC操作資料庫來說,一個Connection物件相當於一個連結,而對於Connection物件設定的隔離級別只對該Connection物件有效,與其他連結Connection物件無關。

         
         
參考:
http://www.cnblogs.com/fjdingsd/p/5273008.html
https://www.jb51.net/article/76654.htm