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语言: SQL
分类: 数据库相关
最后更新于 2018-07-10 10:16
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Mysql事务,并发问题,锁机制-- 幻读、不可重复读(转)
1、什么是事务
事务是一条或多条数据库操作语句的组合,具备ACID,4个特点。
原子性:要不全部成功,要不全部撤销
隔离性:事务之间相互独立,互不干扰
一致性:数据库正确地改变状态后,数据库的一致性约束没有被破坏
持久性:事务的提交结果,将持久保存在数据库中
2、事务并发会产生什么问题
1)第一类丢失更新:在没有事务隔离的情况下,两个事务都同时更新一行数据,但是第二个事务却中途失败退出, 导致对数据的两个修改都失效了。
例如:
张三的工资为5000,事务A中获取工资为5000,事务B获取工资为5000,汇入100,并提交数据库,工资变为5100,
随后
事务A发生异常,回滚了,恢复张三的工资为5000,这样就导致事务B的更新丢失了。
2)脏读:脏读就是指当一个事务正在访问数据,并且对数据进行了修改,而这种修改还没有提交到数据库中,这时,另外一个事务也访问这个数据,然后使用了这个数据。
例如:
  张三的工资为5000,事务A中把他的工资改为8000,但事务A尚未提交。
  与此同时,
  事务B正在读取张三的工资,读取到张三的工资为8000。
  随后,
  事务A发生异常,而回滚了事务。张三的工资又回滚为5000。
  最后,
  事务B读取到的张三工资为8000的数据即为脏数据,事务B做了一次脏读。
3)不可重复读:是指在一个事务内,多次读同一数据。在这个事务还没有结束时,另外一个事务也访问该同一数据。那么,在第一个事务中的两次读数据之间,由于第二个事务的修改,那么第一个事务两次读到的的数据可能是不一样的。这样就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的,因此称为是不可重复读。
例如:
  在事务A中,读取到张三的工资为5000,操作没有完成,事务还没提交。
  与此同时,
  事务B把张三的工资改为8000,并提交了事务。
  随后,
  在事务A中,再次读取张三的工资,此时工资变为8000。在一个事务中前后两次读取的结果并不致,导致了不可重复读。
4)第二类丢失更新:不可重复读的特例。
有两个并发事务同时读取同一行数据,然后其中一个对它进行修改提交,而另一个也进行了修改提交。这就会造成第一次写操作失效。
例如:
在事务A中,读取到张三的存款为5000,操作没有完成,事务还没提交。
  与此同时,
  事务B,存储1000,把张三的存款改为6000,并提交了事务。
  随后,
  在事务A中,存储500,把张三的存款改为5500,并提交了事务,这样事务A的更新覆盖了事务B的更新。
5)幻读:是指当事务不是独立执行时发生的一种现象,例如第一个事务对一个表中的数据进行了修改,这种修改涉及到表中的全部数据行。同时,第二个事务也修改这个表中的数据,这种修改是向表中插入一行新数据。那么,以后就会发生操作第一个事务的用户发现表中还有没有修改的数据行,就好象发生了幻觉一样。
例如:
  目前工资为5000的员工有10人,事务A读取所有工资为5000的人数为10人。
  此时,
  事务B插入一条工资也为5000的记录。
  这是,事务A再次读取工资为5000的员工,记录为11人。此时产生了幻读。
提醒:
不可重复读的重点是修改,同样的条件,你读取过的数据,再次读取出来发现值不一样了
幻读的重点在于新增或者删除,同样的条件,第 1 次和第 2 次读出来的记录数不一样
3、事务隔离级别,解决什么并发问题,以及存在什么并发问题
(1)READ_UNCOMMITTED
  这是事务最低的隔离级别,它充许另外一个事务可以看到这个事务未提交的数据。
  解决第一类丢失更新的问题,但是会出现脏读、不可重复读、第二类丢失更新的问题,幻读 。
(2)READ_COMMITTED
  保证一个事务修改的数据提交后才能被另外一个事务读取,即另外一个事务不能读取该事务未提交的数据。
  解决第一类丢失更新和脏读的问题,但会出现不可重复读、第二类丢失更新的问题,幻读问题
(3)REPEATABLE_READ
  保证一个事务相同条件下前后两次获取的数据是一致的
解决第一类丢失更新,脏读、不可重复读、第二类丢失更新的问题,但会出幻读。
(4)SERIALIZABLE
  事务被处理为顺序执行。
  解决所有问题
提醒:
Mysql默认的事务隔离级别为repeatable_read
4、InnoDB引擎的锁机制
(之所以以InnoDB为主介绍锁,是因为InnoDB支持事务,支持行锁和表锁用的比较多,Myisam不支持事务,只支持表锁)
共享锁(S):允许一个事务去读一行,阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。
排他锁(X):允许获得排他锁的事务更新数据,阻止其他事务取得相同数据集的共享读锁和排他写锁。
意向共享锁(IS):事务打算给数据行加行共享锁,事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。
意向排他锁(IX):事务打算给数据行加行排他锁,事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。
说明:
1)共享锁和排他锁都是行锁,意向锁都是表锁,应用中我们只会使用到共享锁和排他锁,意向锁是mysql内部使用的,不需要用户干预。
2)对于UPDATE、DELETE和INSERT语句,InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁(X);对于普通SELECT语句,InnoDB不会加任何锁,事务可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁。
共享锁(S):SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE。
排他锁(X):SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE。
3)InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的,因此InnoDB这种行锁实现特点意味着:只有通过索引条件检索数据,InnoDB才使用行级锁,否则,InnoDB将使用表锁!。
/***************************************************************************************************************************************************/
MySQL的四种事务隔离级别
本文实验的测试环境:Windows 10+cmd+MySQL5.6.36+InnoDB
一、事务的基本要素(ACID)
  1、原子性(Atomicity):事务开始后所有操作,要么全部做完,要么全部不做,不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错,会回滚到事务开始前的状态,所有的操作就像没有发生一样。也就是说事务是一个不可分割的整体,就像化学中学过的原子,是物质构成的基本单位。
   2、一致性(Consistency):事务开始前和结束后,数据库的完整性约束没有被破坏 。比如A向B转账,不可能A扣了钱,B却没收到。
   3、隔离性(Isolation):同一时间,只允许一个事务请求同一数据,不同的事务之间彼此没有任何干扰。比如A正在从一张银行卡中取钱,在A取钱的过程结束前,B不能向这张卡转账。
   4、持久性(Durability):事务完成后,事务对数据库的所有更新将被保存到数据库,不能回滚。
二、事务的并发问题
  1、脏读:事务A读取了事务B更新的数据,然后B回滚操作,那么A读取到的数据是脏数据
  2、不可重复读:事务 A 多次读取同一数据,事务 B 在事务A多次读取的过程中,对数据作了更新并提交,导致事务A多次读取同一数据时,结果 不一致。
  3、幻读:系统管理员A将数据库中所有学生的成绩从具体分数改为ABCDE等级,但是系统管理员B就在这个时候插入了一条具体分数的记录,当系统管理员A改结束后发现还有一条记录没有改过来,就好像发生了幻觉一样,这就叫幻读。
  小结:不可重复读的和幻读很容易混淆,不可重复读侧重于修改,幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行,解决幻读需要锁表
三、MySQL事务隔离级别
事务隔离级别 脏读 不可重复读 幻读
读未提交(read-uncommitted) 是 是 是
不可重复读(read-committed) 否 是 是
可重复读(repeatable-read) 否 否 是
串行化(serializable) 否 否 否
mysql默认的事务隔离级别为repeatable-read
四、用例子说明各个隔离级别的情况
  1、读未提交:
    (1)打开一个客户端A,并设置当前事务模式为read uncommitted(未提交读),查询表account的初始值:
    (2)在客户端A的事务提交之前,打开另一个客户端B,更新表account:
    (3)这时,虽然客户端B的事务还没提交,但是客户端A就可以查询到B已经更新的数据:
    (4)一旦客户端B的事务因为某种原因回滚,所有的操作都将会被撤销,那客户端A查询到的数据其实就是脏数据:
    (5)在客户端A执行更新语句update account set balance = balance - 50 where id =1,lilei的balance没有变成350,居然是400,是不是很奇怪,数据不一致啊,如果你这么想就太天真 了,在应用程序中,我们会用400-50=350,并不知道其他会话回滚了,要想解决这个问题可以采用读已提交的隔离级别
  2、读已提交
    (1)打开一个客户端A,并设置当前事务模式为read committed(未提交读),查询表account的初始值:
    (2)在客户端A的事务提交之前,打开另一个客户端B,更新表account:
    (3)这时,客户端B的事务还没提交,客户端A不能查询到B已经更新的数据,解决了脏读问题:
    (4)客户端B的事务提交
    (5)客户端A执行与上一步相同的查询,结果 与上一步不一致,即产生了不可重复读的问题
  3、可重复读
    (1)打开一个客户端A,并设置当前事务模式为repeatable read,查询表account
    (2)在客户端A的事务提交之前,打开另一个客户端B,更新表account并提交
    (3)在客户端A执行步骤(1)的查询:
    (4)执行步骤(1),lilei的balance仍然是400与步骤(1)查询结果一致,没有出现不可重复读的 问题;接着执行update balance = balance - 50 where id = 1,balance没有变成400-50=350,lilei的balance值用的是步骤(2)中的350来算的,所以是300,数据的一致性倒是没有被破坏,这个有点神奇,也许是mysql的特色吧
复制代码
mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id | name | balance |
+------+--------+---------+
| 1 | lilei | 400 |
| 2 | hanmei | 16000 |
| 3 | lucy | 2400 |
+------+--------+---------+
3 rows in set (0.00 sec)
mysql> update account set balance = balance - 50 where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id | name | balance |
+------+--------+---------+
| 1 | lilei | 300 |
| 2 | hanmei | 16000 |
| 3 | lucy | 2400 |
+------+--------+---------+
3 rows in set (0.00 sec)
复制代码
    (5) 在客户端A提交事务,查询表account的初始值
复制代码
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id | name | balance |
+------+--------+---------+
| 1 | lilei | 300 |
| 2 | hanmei | 16000 |
| 3 | lucy | 2400 |
+------+--------+---------+
3 rows in set (0.00 sec)
复制代码
    (6)在客户端B开启事务,新增一条数据,其中balance字段值为600,并提交
复制代码
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into account values(4,'lily',600);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
复制代码
    (7) 在客户端A计算balance之和,值为300+16000+2400=18700,没有把客户端B的值算进去,客户端A提交后再计算balance之和,居然变成了19300,这是因为把客户端B的600算进去了
,站在客户的角度,客户是看不到客户端B的,它会觉得是天下掉馅饼了,多了600块,这就是幻读,站在开发者的角度,数据的 一致性并没有破坏。但是在应用程序中,我们得代码可能会把18700提交给用户了,如果你一定要避免这情况小概率状况的发生,那么就要采取下面要介绍的事务隔离级别“串行化”
复制代码
mysql> select sum(balance) from account;
+--------------+
| sum(balance) |
+--------------+
| 18700 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select sum(balance) from account;
+--------------+
| sum(balance) |
+--------------+
| 19300 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)
复制代码
  
  4.串行化
    (1)打开一个客户端A,并设置当前事务模式为serializable,查询表account的初始值:
复制代码
mysql> set session transaction isolation level serializable;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from account;
+------+--------+---------+
| id | name | balance |
+------+--------+---------+
| 1 | lilei | 10000 |
| 2 | hanmei | 10000 |
| 3 | lucy | 10000 |
| 4 | lily | 10000 |
+------+--------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)
复制代码
    (2)打开一个客户端B,并设置当前事务模式为serializable,插入一条记录报错,表被锁了插入失败,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。
复制代码
mysql> set session transaction isolation level serializable;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into account values(5,'tom',0);
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
复制代码
  补充:
  1、SQL规范所规定的标准,不同的数据库具体的实现可能会有些差异
  2、mysql中默认事务隔离级别是可重复读时并不会锁住读取到的行
  3、事务隔离级别为读提交时,写数据只会锁住相应的行
  4、事务隔离级别为可重复读时,如果有索引(包括主键索引)的时候,以索引列为条件更新数据,会存在间隙锁间隙锁、行锁、下一键锁的问题,从而锁住一些行;如果没有索引,更新数据时会锁住整张表。
  5、事务隔离级别为串行化时,读写数据都会锁住整张表
   6、隔离级别越高,越能保证数据的完整性和一致性,但是对并发性能的影响也越大,鱼和熊掌不可兼得啊。对于多数应用程序,可以优先考虑把数据库系统的隔离级别设为Read Committed,它能够避免脏读取,而且具有较好的并发性能。尽管它会导致不可重复读、幻读这些并发问题,在可能出现这类问题的个别场合,可以由应用程序采用悲观锁或乐观锁来控制。
/***************************************************************************************参考地址:https://www.cnblogs.com/huanongying/p/7021555.html************************************************************/

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