事务和MVCC

最新推荐文章于 2025-06-23 21:18:00 发布

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事务是数据库保持一致性的关键机制，具备ACID特性。MySQL的InnoDB存储引擎支持四种隔离级别，包括READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ（解决脏读和不可重复读问题，InnoDB通过MVCC在此级别下避免幻读）和SERIALIZABLE。MVCC通过保存数据的多个版本来提高并发性能，适用于REPEATABLE READ和READ COMMITTED隔离级别。

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一、SQL事务

事务是确保数据库一致的机制，尤其是发生错误或者服务器崩溃的情况下确保数据库一致的机制。

事务的特性：ACID, 即原子性、一致性、隔离性、持久性

原子性：一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元，整个事务中的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚，对于一个事务来说，不可能只执行其

中的一部分操作，这就是事务的原子性。

一致性：数据库总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态。

隔离性：通常来说，一个事务所做的修改在最终提交以前，对其他事务是不可见的。

持久性：一旦事务提交，则其所做的修改就会永久保存到数据库中。

隔离级别：在SQL标准中定义了四种隔离级别，每一种级别都规定了一个事务中所做的修改，哪些在事务内和事务间是可见的，哪些是不可见的。较低级别的隔离通常可以执行更高的并发，系统的开销也更低。（每种存储引擎实现的隔离级别不尽相同）。

四种隔离级别：

READ UNCOMMITTED(未提交读)：在READ UNCOMMITTED级别，事务中的修改，即使没有提交，对其他事务也都是可见的。事务可以读取未提交的数据，这也被称为脏读。

READ COMMITTED(T提交读)：大多数数据库系统的默认隔离级别是READ COMMITTED(但mysql不是)。一个事务从开始直到提交之前，所做的任何修改对其他事务都是不可见的。这个级别有时候也叫做不可重复读，因为两次执行同样的查询，可能会得到不一样的结果。

REPEATABLE READ(可重复读)：REPEATABLE READ 解决了脏读的问题，该级别保证了在同一个事务中多次读取同样记录的结果是一致的。但是理论上，可重复读隔离级别还是无法解决另外一个幻读的问题。所谓幻读，指的是当某个事务在读取某个范围内的记录时，另外一个事务又在该范围内插入了新的纪录，当之前的事务再次读取该范围的记录时，会产生幻行。InnoDB和XtraDB存储引擎通过多版本并发控制（MVCC）解决了幻读的问题。可重复读是MYSQL的默认隔离级别。

SERIALIZABLE(可串行化)：SERIALIZABLE是最高的隔离级别。它通过强制事务串行执行，避免了前面说的幻读的问题。简单来说，SERIALIZABLE会在读取的每一行数据上都加锁，所以可能导致大量的超时和锁争用的问题。

隔离级别	脏读可能性	不可重复读可能性	幻读可能性	加锁读
RU	Y	Y	Y	N
RC	N	Y	Y	N
RR	N	N	Y	N
S	N	N	N	Y

二、MySQL中的事务

MySQL提供了两种事务型的存储引擎：InnoDB 和 NDB Cluster。另外还有一些第三方存储引擎也支持事务，比较知名的包括XtraDB 和 PBXT。

MySQL能够识别所有的4个ANSI隔离级别，InnoDB引擎也支持所有的隔离级别。MySQL服务器层不管理事务，事务是由下层的存储引擎实现的。

事务处理语句

（1）查询mysql事务隔离级别

1、查看当前会话隔离级别 select @@tx_isolation;

2、查看系统当前隔离级别 select @@global.tx_isolation;

3、设置当前会话隔离级别 set session transaction isolation level repeatable read;

4、设置系统当前隔离级别 set global transaction isolation level repeatable read;

5、命令行，开始事务时 set autocommit=0; 或者start transaction; 或者 begin;

（2）MySQL事务处理只要有两种方法

1、用BEGIN（或START TRANSACTION），ROLLBACK,COMMIT来实现

BEGIN开始一个事务
ROLLBACK事务回滚
COMMIT事务确认

2、直接用SET来改变MySQL的自动提交模式：

SET AUTOCOMMIT=0 禁止自动提交
SET AUTOCOMMIT=1 开启自动提交
ROLLBACK事务回滚
COMMIT事务确认

3、两种方式的区别：如果只是对某些语句需要进行事务控制，则使用 START TRANSACTION 语句开始一个事务比较方便，这样事务结束之后可以自动回到自动提交的方式，如果希望所有事务都不是自动提交的，那么通过修改 AUTOCOMMIT 来控制事务比较方便，这样不用在每个事务开始的时候再执行 START TRANSACTION 语句。

三、多版本并发控制（MVCC）

（1）MVCC定义：

MySQL的大多数事务型存储引擎实现的都不是简单的行级锁。基于提升并发性能的考虑，它们一般都同时实现了多版本并发控制（MVCC）。可以认为MVCC是行级锁的一个变种，但是它在很多情况下避免了加锁操作，因此开销更低。虽然实现机制有所不同，但大都实现了非阻塞的读操作，写操作也只是锁定必要的行。MVCC的实现，是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的。

InnoDB的MVCC，是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的。这两个列，一个保存了行的创建时间，一个保存行的过期时间（或删除时间）。当然存储的并不是实际的时间值，而是系统版本号。每开始一个新的事务，系统版本号都会自动递增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号，用来和查询到的每行记录的版本号进行比较。下面看一下REPEATABLE READ 隔离级别下，MVCC具体如何操作的。

SELECT：

Innodb会根据以下两个条件检查每行记录：

a、Innodb只查找版本小于当前事务版本的数据行（也就是，行的系统版本号小于或等于事务的系统版本号），这样可以确保事务读取的行，要么是在事务开始前已经存在的，要么是事务自身插入或者修改过的。

b、行的删除版本号要么未定义，要么大于当前事务版本号，这可以确保事务读取到的行，在事务开始之前未被删除。

只有符合上述两个条件的记录，才能返回作为查询结果。

INSERT：

Innodb为新插入的每一行保存当前系统版本号作为行版本号。

UPDATE:

Innodb为插入一行新纪录，保存当前系统版本号作为行版本号，同时保存当前系统版本号到原来的行作为行删除标识。

* 保存这两个额外的系统版本号，使大多数读操作都可以不用加锁，这样设计使得读数据操作很简单，性能很好，并且也能保证只会读到符合标准的行。不足之处是每行记录都需要额外的存储空间，需要做更多的检查工作，以及一些额外维护工作。

MVCC只在REPEATABLE READ和READ COMMITTED两个隔离级别下工作。

（2） MVCC在不同隔离级别是怎么工作的

1）可重复读隔离级别

begin/start transaction 命令并不是一个事务的起点，在执行到它们之后的第一个操作InnoDB表的语句事务才真正启动。如果想要马上启动一个事务，可以使用start transaction with consistent snapshot这个命令。begin/start transaction 启动方式，一致性视图是在执行第一个读语句时创建的；第二种启动方式，一致性视图是在执行start transaction with consistent snapshot时创建的。之后事务里的其他查询都共用这个一致性视图。

对于一个事务视图来说，除了自己的更新总是可见的，是否可见有三种情况：