ACID(Atomicity、Consistency、Isolation、Durability,即原子性、一致性、隔离性、持久性)
简单来说,事务就是要保证一组数据库操作,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。
启动事务的几种方式
MySQL的事务启动方式有以下几种:
显式启动事务语句,
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。意味着如果你只执行一个select语句,这个事务就启动了,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。
有些客户端连接框架会默认连接成功后先执行一个set autocommit=0的命令。这就导致接下来的查询都在事务中,如果是长连接,就导致了意外的长事务。
「因此,我会建议你总是使用set autocommit=1, 通过显式语句的方式来启动事务」。
但是有的开发同学会纠结“多一次交互”的问题。对于一个需要频繁使用事务的业务,第二种方式每个事务在开始时都不需要主动执行一次 “begin”,减少了语句的交互次数。如果你也有这个顾虑,我建议你使用commit work and chain语法。
「在autocommit为1的情况下,用begin显式启动的事务,如果执行commit则提交事务。如果执行 commit work and chain,则是提交事务并自动启动下一个事务,这样也省去了再次执行begin语句的开销。同时带来的好处是从程序开发的角度明确地知道每个语句是否处于事务中。」
事务隔离
隔离性和隔离级别
当数据库上有多个事务同时执行的时候,就可能出现脏读(dirty read)、不可重复读(non-repeatable read)、幻读(phantom read)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。」 因此很多时候,我们都要在二者之间寻找一个平衡点。SQL标准的事务隔离级别包括:读未提交(read uncommitted) 、读提交(read committed) 、可重复读(repeatable read) 和串行化(serializable ) 。下面我逐一为你解释:
读未提交是指,一个事务还没提交时,它做的变更就能被别的事务看到。
读提交是指,一个事务提交之后,它做的变更才会被其他事务看到。(其他事务提交后,就能读到修改)
可重复读是指,一个事务执行过程中看到的数据,总是跟这个事务在启动时看到的数据是一致的。当然在可重复读隔离级别下,未提交变更对其他事务也是不可见的。(以自己的事务为准,只有自己的事务提交了,才能读到其他事务的修改)
应用场景:
假设你在管理一个个人银行账户表。一个表存了每个月月底的余额,一个表存了账单明细。这时候你要做数据校对,也就是判断上个月的余额和当前余额的差额,是否与本月的账单明细一致。你一定希望在校对过程中,即使有用户发生了一笔新的交易,也不影响你的校对结果。
「串行化」,顾名思义是对于同一行记录,“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。
事务隔离的实现
「查看、修改数据库的隔离级别:」
查看:
SELECT @@transaction_isolation;
修改隔离级别:
SET {SESSION | GLOBAL} TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE};
-- SESSION: 为当前会话
-- GLOBAL: 为本次连接所有会话
-- 例子:设置当前会话的事务隔离级别为提交读(`READ COMMITTED`)
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
「无论是 SESSION 还是 GLOBAL 级别,断开 MySQL 连接,下次再连接的时候,还是原来的事务隔离级别,因此彻底更新MySQL 事务隔离级别,需要修改 MySQL 配置文件」
配置的方式是,将启动参数transaction-isolation
的值设置成需要的隔离属性。
可以通过show variables like 'transaction_isolation';
命令查看默认的隔离属性。(MySQL隔离属性默认为可重复读,Oracle数据库的默认隔离级别其实就是“读提交”)
「隔离性如何实现的?」
读未提交:直接返回记录上的最新值,不需要创建视图。;
读提交:每次SQL语句执行的时候,创建一个视图。
可重复读:开启事务的时候创建一个视图,访问的时候以视图的逻辑结果为准。
串行化:通过加锁的方式避免并行访问。
「展开分析可重复读:」
假设一个值从1被按顺序改成了2、3、4,在回滚日志里面就会有类似下面的记录:
可重复读
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。」
在MySQL里,有两个“视图”的概念:
一个是view。它是一个用查询语句定义的虚拟表,在调用的时候执行查询语句并生成结果。创建视图的语法是create view ... ,而它的查询方法与表一样。
另一个是InnoDB在实现MVCC时用到的一致性读视图,即consistent read view,用于支持RC(Read Committed,读提交)和RR(Repeatable Read,可重复读)隔离级别的实现。
它没有物理结构,作用是事务执行期间用来定义“我能看到什么数据”。
MVCC
如图中看到的,在视图A、B、C里面,这一个记录的值分别是1、2、4,「同一条记录在系统中可以存在多个版本,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操作得到。
长事务的弊端
「什么是长事务」
首先我们先要知道什么是长事务,顾名思义就是运行时间比较长,长时间未提交的事务,也可以称之为大事务。
长事务意味着系统里面会存在很老的事务视图。由于这些事务随时可能访问数据库里面的任何数据,所以这个事务提交之前,数据库里面它可能用到的回滚记录都必须保留,这就会导致大量占用存储空间。
除了对回滚段的影响,长事务还占用锁资源,也可能拖垮整个库
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,用于查找持续时间超过60s的事务。
select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60
问题:如何避免出现长事务
「首先,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开展,把MySQL的general_log开起来,然后随便跑一个业务逻辑,通过general_log的日志来确认。一般框架如果会设置这个值,也就会提供参数来控制行为,你的目标就是把它改成1。
确认是否有不必要的只读事务。有些框架会习惯不管什么语句先用begin/commit框起来。我见过有些是业务并没有这个需要,但是也把好几个select语句放到了事务中。这种只读事务可以去掉。
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太长时间。(为什么会意外?在后续的文章中会提到这类案例)
「其次,从数据库端来看:」
监控 information_schema.Innodb_trx表,设置长事务阈值,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;
如果使用的是MySQL 5.6或者更新版本,把innodb_undo_tablespaces设置成2(或更大的值)。如果真的出现大事务导致回滚段过大,这样设置后清理起来更方便。