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03.MySQL实战45讲学习笔记---事务隔离

scgaopan
 scgaopan
发布于 2019/12/04 23:30
字数 1969
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   简单来说,事务就是要保证一级数据库操作,要么全部成功,要么全部失败。在MySQL中,事务支持是在引擎层实现的,但MySQL中并不是所有引擎都支持事务,比如Mysql原生的MyISAM引擎就不支持事务。

  下面,我们将心InnoDb为例,剖析MySQL在事务支持方面的特定实现。

隔离性与隔离级别

   提到事务,你一定会想到ACID(Atomicity、Consistency、Isolation、Durability),即原子性、一致性、隔离性、持久性,下面我们就来说说其中的I,也就是隔离性。

  当数据库上有多个事务同时执行的时候,就会可能会出现脏读、不可重复读、幻读的问题,为了解决这些问题,就有了“隔离级别”的概念。

  在谈隔离级别之前,你首先要知道,你隔离得越严实,效率就会越低。因此很多时间,我们要在二者之间找一个平衡点。SQL标准的事务隔离级别有:读未提交、读已提交、可重复读和串行化。

  • 读未提交:一个事务还没有提交时,它做的变更能被别的事务看到。
  • 读已提交:一个事务提交之后,它做的变更才能被其它事务看到。
  • 可重复读:一个事务执行过程中看到的数据,总是和这个事务启动时看到的事务一致。

串行化:对同一行记录,“写”会加“写锁”,“读”会加“读锁”。当出现读写锁冲突的时候,后访问的事务必须等前一个事务执行完成,才能继续执行。

其中“读提交”和“可重复读”比较难理解,所以我用一个例子说明这几种隔离级别。假设数据表T中只有一列,其中一行的值是1,下面按时间顺序执行两个事务的行为。

mysql>create table T(c int) engine=InnoDb;
mysql>insert into T(c) values(1);

先做好相关准备工作,如下:

#查看一下mysql版本
mysql> select version();
+------------+
| version()  |
+------------+
| 5.7.11-log |
+------------+
1 rows in set (0.03 sec)

#查看一下MySQL的当前的事务隔离级别
mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 rows in set (0.04 sec)

#关闭MySQL的自动提交功能
mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

#查看是否关闭成功
mysql> show variables like 'autocommit';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| autocommit    | OFF   |
+---------------+-------+
1 rows in set (0.04 sec)


我们来看一下不同的事务隔离级别下,事务A会有哪些不同的返回结果,也就是说图中的V1、V2、V3的返回值分别是多少。

  • 若事务隔离级别是“读示提交”,则V1=2,V2=2,V3=2;
  • 若事务隔离级别是“读已提交”,则V1=1,V2=2,V3=2;
  • 若事务隔离级别是“可重复读”,则V1=1,V2=1,V3=2;
  • 若事务隔离级别是“串行化”,则在事务B执行“将1改成2”的时候,会被锁住,直到事务A提交之后事务B才能继续执行。所以从A的角度来看,V1=1,V2=1,V3=2;

在实现上,数据库里会创建一个视图,访问的时候以视图的逻辑结果为准。在“可重复读”隔离级别下,这个视图是在事务启动时创建的,整个事务存在期间都用这个视图。在“读已提交”隔离级别下,这个视图是在SQL语句开始执行的时候创建的,在“读未提交”隔离级别下,直接返回记录上的最新值,没有视图的概念。而“串行化”直接用加锁的方式来避免并行访问。

我们可以看到,在不同的事务隔离级别下,数据库的行为是有所不同的,Oracle数据库的默认隔离级别其实就是“读提交”,因此对于一些从Oracle迁移到MySQL的应用,为了保证数据库隔离级别一致,一定要记得把Mysql的隔离级别设置成“读提交”。

事务隔离的实现

在MySQL中,实际上每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作。记录上的最新值,通过回滚操作,可以得到前一个状态值。

假设一个值从1被顺序改成了2、3、4,在回滚日志里面就会有类似下面的记录。

当前值是4,但是在查询这条记录的时候,不同时刻启动的事务会有不同的read-view。如上图,在视图A、B、C里面,这个记录的值分别是1、2、4,同一条记录在系统中存在多个版本,这就是数据库的多版本并发控制(MVCC)。对于read-view A要得到1,就必须将当前值依次执行图中所有的回滚段得到。同时你会发现,即使现在有另外一个事务正在将4改成5,这个事务对read-view A、B、C对应的事务是不会有冲突的。

回滚段会在不需要的时候删除,也就是说,系统会判断,当没有事务再需要用到这些回滚日志时,回滚日志会被删除。

基于上面的说明,我们来说一下为什么建议你尽量不要使用长事务。长事务意味着系统里会存在很老的事务视图,所以在这个事务提交之前,数据库里面它可能用到的回滚记录都会被保留,这就会导致大量占用存储空间。除了回滚段的影响,长事务还占用锁资源,可能拖垮整个库。

事务的启动方式

MySQL中启动事务有以下几种:

  • 显示启动事务语句,begin或start transaction。配套的提交语句是commit,回滚语句是rollback。

set autocommit=0,这个命令会将这个线程的自动提交关掉,意味着如果你执行一个select语句,这个事务就启动了(没错执行select语句也会开启一个事务),而且并不会自动提交,这个事务持续存在直到你主动执行commit或rollback语句,或者断开连接。

因此,建议你总是使用set autocommit=1,通过显示语句的方式来启动一个事务。

  • 你可以在information_schema库的innodb_trx这个表中查询长事务,比如下面这个语句,查询持续时间通过60s的事务
mysql> SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60;

 

那么我们如何避免长事务呢?

从应用开发端来看:

  • 确认是否使用了set autocommit=0,这个确认工作可以在测试环境中展开,把Mysql的general_log开起来。通过general_log的日志来确定,我们的目标是要把autocommit的值设置成1。
  • 确认是否有不必要的只读事务,有些业务把好几个select语句放到了事务中,这些只读事务可以去掉。
  • 业务连接数据库的时候,根据业务本身的预估,通过SET MAX_EXECUTION_TIME命令,来控制每个语句执行的最长时间,避免单个语句意外执行的最长时间。

从数据库端来看:

  • 监控information_schema.Innodb_trx表,设置长事务阀值,超过就报警或者kill;
  • Percona 的pt-kill这个工具不错,推荐使用。
  • 在业务功能测试阶段要求输出所有的general_log,分析日志行为提前发现问题。

 

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