01?概述

????事務(wù)一般是指數(shù)據(jù)庫事務(wù)，簡稱事務(wù)，是一組不可分割的操作。

????事務(wù)會把數(shù)據(jù)庫從一種一致狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種一致狀態(tài)。在數(shù)據(jù)庫提交工作時，可以保證要么所有修改都保存了，要么所有修改都不保存（事務(wù)是數(shù)據(jù)庫區(qū)別于文件系統(tǒng)的重要特征之一）。

? ??說明：

????1、每個SQL語句都是一個事務(wù)；

????2、事務(wù)只對DML語句有效，對于DQL無效。

????用轉(zhuǎn)賬的例子來說，A 賬戶要給 B 賬戶轉(zhuǎn) 100塊，這中間至少包含了兩個操作：

????1、A 賬戶減100塊

????2、B 賬戶加100塊

????在支持事務(wù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來說，就是得確保上面兩個操作都能完成，不能存在，A的100塊扣了，然后B的賬戶又沒加上去的情況。

02?分類

2.1 扁平事務(wù)

????在扁平事務(wù)中，所有操作都處于同一層次，其由BEGIN WORK開始，由COMMIT WORK或ROLLBACK WORK結(jié)束，其間的操作是原子的，要么都執(zhí)行，要么都回滾。因此，扁平事務(wù)是應(yīng)用程序成為原子操作的基本組成模塊。

????扁平事務(wù)的主要限制是不能提交或者回滾事務(wù)的某一部分，或分幾個步驟提交。因此就出現(xiàn)了帶有保存點的扁平事務(wù)。

2.2 帶有保存點的扁平事務(wù)

????帶有保存點的扁平事務(wù)（Flat Transaction with Savepoint），除了支持扁平事務(wù)支持的操作外，允許在事務(wù)執(zhí)行過程中回滾到同一事務(wù)中較早的一個狀態(tài)。這是因為某些事物可能在執(zhí)行過程中出現(xiàn)的錯誤并不會導(dǎo)致所有的操作都無效，放棄整個事務(wù)不合乎要求，開銷也太大。

2.3 鏈事務(wù)

????鏈事務(wù)（Chained Transaction）可視為保存點模式的一種變種。帶有保存點的扁平事務(wù)，當發(fā)生系統(tǒng)崩潰時，所有的保存點都將消失，因為其保存點是易失的（volatile），而非持久的（persistent）。這意味著當進行恢復(fù)時，事務(wù)需要從開始處重新執(zhí)行，而不能從最近的一個保存點繼續(xù)執(zhí)行。

????鏈事務(wù)的思想是：在提交一個事務(wù)時，釋放不需要的數(shù)據(jù)對象，將必要的處理上下文隱式地傳給下一個要開始的事務(wù)。注意，提交事務(wù)操作和開始下一個事務(wù)操作將合并為一個原子操作。這意味著下一個事務(wù)看到上一個事務(wù)的結(jié)果，就好像在一個事務(wù)中進行的一樣。

????鏈事務(wù)與帶有保存點的扁平事務(wù)不同的是，帶有保存點的扁平事務(wù)能夠回滾到任意正確的保存點。而鏈事務(wù)中的回滾僅限于當前事務(wù)，即只能恢復(fù)到最近一個的保存點。對于鎖的處理，二者也不相同。鏈事務(wù)在執(zhí)行COMMIT后即釋放當前事務(wù)所持有的鎖，而帶有保存點的扁平事務(wù)不影響迄今為止所持有的鎖。

2.4 嵌套事務(wù)

????嵌套事務(wù)（Nested Transaction）是一個層次結(jié)構(gòu)框架。由一個頂層事務(wù)（top-level transaction）控制著各個層次的事務(wù)。頂層事務(wù)之下嵌套的事務(wù)被稱為子事務(wù)（subtransaction），其控制每一個局部的變換。

2.5 分布式事務(wù)

????分布式事務(wù)（Distributed Transaction）通常是一個在分布式環(huán)境下運行的扁平事務(wù)，因此需要根據(jù)數(shù)據(jù)所在位置訪問網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點。

03?ACID

????一個支持事務(wù)（Transaction）的數(shù)據(jù)庫，必須要具有ACID這四種特性，否則在事務(wù)過程當中無法保證數(shù)據(jù)的正確性，交易過程極可能達不到交易方的要求。

????注：在單機環(huán)境下，事務(wù)遵循ACID特性，但是在分布式事務(wù)中，ACID已經(jīng)不能保證事務(wù)的有效性，還需要遵循CAP和BASE理論。

3.1原子性（Atomicity）

????整個事務(wù)中所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不可能停滯在中間某個環(huán)節(jié)。事務(wù)在執(zhí)行過程中發(fā)生錯誤，會被回滾（rollback）到事務(wù)開始前的狀態(tài)，就像這個事務(wù)從來沒有執(zhí)行過一樣。

? ??原子性實現(xiàn)：undo log

3.2?一致性（Consistency）

????事務(wù)必須始終保持系統(tǒng)處于一致的狀態(tài)，不管在任何給定的時間并發(fā)事務(wù)有多少。

????在事務(wù)的四個特點中，一致性是事務(wù)的根本追求，而在某些情況下會對一致性造成破壞：

????1、事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行

????2、事務(wù)故障或系統(tǒng)故障

????數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過并發(fā)控制技術(shù)和日志恢復(fù)技術(shù)來避免這種情況的發(fā)生：

????1、并發(fā)控制技術(shù)（加鎖+無鎖MVCC）保證了事務(wù)的隔離性，使數(shù)據(jù)庫的一致性狀態(tài)不會因為并發(fā)執(zhí)行的操作被破壞；

??? 2、日志恢復(fù)技術(shù)保證了事務(wù)的原子性，使一致性狀態(tài)不會因事務(wù)或系統(tǒng)故障被破壞。同時使已提交的數(shù)據(jù)庫的修改不會因系統(tǒng)崩潰而丟失，保證了事務(wù)的持久性。

????實現(xiàn)機制：原子性，隔離性，持久性

3.3 隔離性（Isolation）

????隔離狀態(tài)執(zhí)行事務(wù)，使他們好像是系統(tǒng)在給定時間內(nèi)執(zhí)行的唯一操作。如果有兩個事務(wù)，運行在相同的時間內(nèi)，執(zhí)行相同的功能，事務(wù)的隔離性將確保每一個事務(wù)在系統(tǒng)中認為只有該事務(wù)在使用系統(tǒng)。這種屬性有時稱為串行化，為了防止事務(wù)操作間的混淆，必須串行化或者序列化請求，使得在同一時間僅有一個請求用于同一數(shù)據(jù)。

????實現(xiàn)機制：讀寫鎖+MVCC（不加鎖）

3.4 持久性（Durability）

???在事務(wù)完成以后，該事務(wù)對數(shù)據(jù)庫所作的變更會持久地保存在數(shù)據(jù)庫之中，并不會被回滾。

? ??實現(xiàn)機制：redo log重做日志

04?原理

4.1 回滾日志（undo）

? ? undo log屬于邏輯日志，它記錄的是sql執(zhí)行相關(guān)的信息。當發(fā)生回滾時，InnoDB會根據(jù)undo log的內(nèi)容做與之前相反的工作：對于每個insert，回滾時會執(zhí)行delete；對于每個delete，回滾時會執(zhí)行insert；對于每個update，回滾時會執(zhí)行一個相反的update，把數(shù)據(jù)改回去。

??? undo log用于存放數(shù)據(jù)被修改前的值，如果修改出現(xiàn)異常，可以使用undo日志來實現(xiàn)回滾操作，保證事務(wù)的一致性。另外InnoDB MVCC事務(wù)特性也是基于undo日志實現(xiàn)的。

????因此，undo log有兩個作用：提供回滾和多個行版本控制(MVCC)。

4.2 重做日志（redo）

????redo?log重做日志記錄的是新數(shù)據(jù)的備份，屬于物理日志。在事務(wù)提交前，只要將redo log持久化即可，不需要將數(shù)據(jù)持久化。當系統(tǒng)崩潰時，雖然數(shù)據(jù)沒有持久化，但是redo log已經(jīng)持久化。系統(tǒng)可以根據(jù)redo log的內(nèi)容，將所有數(shù)據(jù)恢復(fù)到最新的狀態(tài)。

??? redo log包括兩部分：一是內(nèi)存中的日志緩沖(redo log buffer)，該部分日志是易失性的；二是磁盤上的重做日志文件(redo log file)，該部分日志是持久的。

??MySQL中redo log刷新規(guī)則采用一種稱為Checkpoint的機制（利用LSN實現(xiàn)），為了確保安全性，又引入double write機制。

4.3 MVCC

??? MVCC(Multi-Version Concurrency Control)多版本并發(fā)控制，可以簡單地認為：MVCC就是行級鎖的一個變種(升級版)。

????事務(wù)的隔離級別就是通過鎖的機制來實現(xiàn)，只不過隱藏了加鎖細節(jié)。

????在表鎖中我們讀寫是阻塞的，基于提升并發(fā)性能的考慮，MVCC一般讀寫是不阻塞的。

MySQL中MVCC是通過redo log版本鏈+一致性視圖Read-view實現(xiàn)的。

05?隔離級別

5.1 UR：Read uncommitted

????查詢時，讀取的數(shù)據(jù)中允許含有臟數(shù)據(jù)，不檢查來自各存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)是否活躍，即不檢查來自各個存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)是否來自同一版本或同一時刻的副本數(shù)據(jù)。

????在該隔離級別，所有事務(wù)都可以看到其他未提交事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。

? ??讀未提交存在臟讀問題。

????讀取未提交的數(shù)據(jù)，被稱之為臟讀（Dirty Read）。

5.2 CR：Read commited

????查詢時，讀取的數(shù)據(jù)中不允許包含臟數(shù)據(jù)，檢查來自各存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)不能為活躍狀態(tài)，即檢查來自各存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)必須為同一版本或同一時刻的副本數(shù)據(jù)。

????這是大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的默認隔離級別（但是不是MySQL默認隔離級別）。

????已提交讀通過對數(shù)據(jù)的版本進行校驗解決了臟讀問題，但是已提交讀存在不可重復(fù)讀。

?不可重復(fù)讀（Nonrepeatable Read），同一select可能返回不同結(jié)果。

5.3 RR：Repetable read

????這是MySQL的默認事務(wù)隔離級別，它確保同一事務(wù)的多個實例在并發(fā)（多次）讀取數(shù)據(jù)時，會看到同樣的數(shù)據(jù)行。

????可重復(fù)讀通過兩種機制解決不可重復(fù)讀：間隙鎖（加鎖方式），MVCC（不加鎖方式）。

????可重復(fù)讀存在幻讀（Phantom?Read）。簡單地說，幻讀指當用戶讀取某一范圍的數(shù)據(jù)行時，另一個事務(wù)又在該范圍內(nèi)插入了新行，當用戶再讀取該范圍的數(shù)據(jù)行時，會發(fā)現(xiàn)有新的“幻影”行。

????上述是標準SQL規(guī)定的隔離級別及存在的問題，但是，在MySQL中可重復(fù)讀已經(jīng)解決了幻讀！

5.4?Serializable

????這是最高的隔離級別，它通過強制事務(wù)排序，使之不可能相互沖突，從而解決幻讀問題。簡言之，它是在每個讀的數(shù)據(jù)行上加上共享鎖。在這個級別，可能導(dǎo)致大量的超時現(xiàn)象和鎖競爭。

5.5 總結(jié)

06?事務(wù)控制語句

6.1 事務(wù)基本操作

????開啟事務(wù)：starttransaction

????回滾事務(wù)：rollback

????提交事務(wù)：commit

????保存點：

????SAVEPOINT保存點名稱;

????ROLLBACK[WORK]TO[SAVEPOINT] 保存點名稱;

????RELEASESAVEPOINT保存點名稱;

6.2 設(shè)置自動提交

????通過指令SHOW VARIABLES LIKE ‘a(chǎn)utocommit’；查看是否開啟事務(wù)自動提交，默認是開啟的。

????把系統(tǒng)變量autocommit設(shè)置為OFF，即SET autocommit=OFF，這樣寫入的多條語句就算是屬于一個事務(wù)了，直到我們顯式地寫出COMMIT語句才把該事務(wù)提交，或者顯式的寫出ROLLBACK語句把這個事務(wù)回滾。

6.3 事務(wù)隔離級別設(shè)置

????查看事務(wù)隔離級別

????select@@global.tx_isolation.@@tx_isolations;

????設(shè)置事務(wù)隔離級別

????全局的：setglobal/sessiontransactionisolationlevelreadcommited;

????當前會話：select@@tx_isolation;

07?隱式提交

? ??當我們使用START TRANSACTION或者BEGIN語句開啟一個事務(wù)，或者把系統(tǒng)變量autocommit的值設(shè)置為OFF時，事務(wù)就不會進行自動提交，但是如果我們輸入了某些語句之后就會悄悄地提交，就像是輸入了COMMIT語句一樣，這種因為某些特殊的語句而導(dǎo)致事務(wù)提交的情況稱為隱式提交，這些會導(dǎo)致事務(wù)隱式提交的語句包括：

??? 1、定義或修改數(shù)據(jù)庫對象的DDL。所謂的數(shù)據(jù)庫對象，指的就是數(shù)據(jù)庫、表、視圖、存儲過程等這些東西，當我們使用CREATE、ALTER、DROP等語句去修改這些所謂的數(shù)據(jù)庫對象時，就會隱式的提交前面語句所屬于的事務(wù)；

????2、隱式使用或修改數(shù)據(jù)庫中的表：當我們使用ALTER?USER、CREATE?USER、DROP?USER、GRANT、RENAME?USER、SET?PASSWORD等語句時也會隱式的提交前邊語句所屬于的事務(wù)；

??? 3、事務(wù)控制或關(guān)于鎖定的語句：

????當我們在一個事務(wù)還沒有提交或者回滾時就又使用START TRANSACTION或者BEGIN語句開啟了另一個事務(wù)時，就會隱式的提交上一個事務(wù)。

????或者當前的autocommit系統(tǒng)變量的值為OFF，我們手動把它調(diào)為ON時，也會隱式的提交前面語句所屬的事務(wù)。

????或者使用LOCK TABLES、UNLOCK TABLES等關(guān)于鎖定的語句也會隱式的提交前面語句所屬的事務(wù)。

????4、加載數(shù)據(jù)的語句：比如我們使用LOAD?DATA語句來批量往數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入數(shù)據(jù)時，也會隱式的提交前面語句所屬的事務(wù)。

????5、其他一些語句：使用ANALYSE?TABLE、CACHE?INDEX、CHECK?TABLE、FLUSH、LOAD?INDEXINTO?CACHE、OPTIMIZE?TABLE、REPAIR?TABLE、RESET等語句也會隱式的提交前面語句所屬的事務(wù)。

????常用的select、insert、update和delete命令，都不會強制提交事務(wù)。

08?事務(wù)使用建議

????1、盡量避免使用長事務(wù)；

????2、關(guān)閉自動提交，自己控制事務(wù)的開啟和提交；

????3、不要在循環(huán)操作中反復(fù)執(zhí)行事務(wù)提交；

??? 4、不要自動提交事務(wù)。