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MySQL事务与并发

很多程序员都学过MySQL,而且也会写SQL语句。但仅仅会写还远远不够,在面试中以及在工作中,还必须要会事务和并发。

一、事务

事务是满足 ACID 特性的操作,可以通过 Commit 提交事务,也可以使用 Rollback 进行回滚。
A(Atomicity)原子性:事务被视为不可分割的小单元,事务的所有操作要么全部提交成功,要么全部失败回滚。
C(Consistency)一致性:数据库在事务执行前后都保持一致性状态。在一致性状态下,所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。
I(Isolation)隔离性:事务之间的操作是相互隔离的。
D(Durability)持久性:一旦事务提交,则其所做的修改将会永远保存到数据库中。

二、并发一致性

在并发环境下,容易造成并发一致性问题,导致隔离性被破坏。假设目前有两个事务,分别命名为A和B,在并发环境下,容易出现以下问题。
丢失更新:A、B同时修改数据,A先,B后,A提交后B提交,B操作覆盖了A的操作,导致A丢失更新。
MySQL事务与并发
读脏数据:A修改数据,B读取数据;随后A撤销操作,则B读到脏数据。
MySQL事务与并发
不可重复读:B读取数据,A修改数据,B再次读取数据,发现数据和第一次读时不一致。
MySQL事务与并发
幻读:A读取了某个范围的数据,B在此范围内插入一条数据;A再次读取,结果不一样。
MySQL事务与并发

三、锁

在并发环境下,为解决并发一致性问题保证事务的隔离性,可采取封锁机制。当一个事务在进行操作时加锁,限制另一个事务的操作。
一般而言,为保证效率,锁的粒度不宜太大。在MySQL中,提供了行锁和表锁。
行锁:事务A操作数据时,只封锁被操作的行,事务B可以操作其他行的数据,并发程度高;
表锁:事务A操作数据时,封锁整个表,事务B要等A完成才能操作,并发度较低。
 
在读写方面数据库锁也分为读锁(共享锁)和写锁(排他锁)。
读锁:若事务A加了此锁,A可以对数据进行读取操作,但不能更新;其它事务也可以读,但不能修改;
写锁:若事务A加了此锁,A可以对数据进行读和写操作,其它事务不能读写,否则会阻塞。
 
上面所说的是悲观锁,MySQL中InnoDB也提供了乐观锁的实现——MVCC(多版本并发控制)。用通俗的方式解释悲观锁和乐观锁大概是这样:​
悲观锁:认为每次操作都会修改数据,每次都在操作前上锁;​
乐观锁:认为每次操作都不会修改数据,不上锁,但是会记录一个版本号或者时间戳,用来对比。
MVCC则是乐观锁的实现,它在每行记录后面都保存着两个隐藏的列,用来存储创建版本号和删除版本号。

四、隔离级别

若锁的操作要用户自己控制,会比较复杂,因此数据库管理系统提供了事务的隔离级别,使问题简单化。MySQL的隔离级别有四种,分别是:未提交读、已提交读、可重复读、可序列化。它们与并发一致性问题的关系如下表所示。MySQL默认隔离级别为:可重复读
MySQL事务与并发
未提交读:事务修改数据,即使未提交,其它事务依旧可见。
已提交读:事务修改数据提交之前,其他事务不可见。
可重复读:事务多次读取数据的结果都一样。
可序列化:解决了幻读问题。

五、存储引擎

说到数据库的并发问题,就要提一下MySQL的存储引擎。MySQL的存储引擎有很多种,最常用的还是MyISAM和InnoDB,它们的区别如下:
MySQL事务与并发
因此,一般在读操作比较多的情况下,MyISAM的效率更高,因为相比于InnoDB,它维护的东西要少,比如版本号,索引数据等。
但是InnoDB支持事务,而且在并发环境下优势显著。至于如何选择存储引擎,应根据具体情况而定。

总结

本文讲了数据库的事务以及并发一致性问题,并且引申出解决办法以及MySQL的存储引擎。这些知识,对于绝大多数从事互联网工作的人来说,是必须要掌握的,也是在面试中经常考察的点。

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