数据库（MySQL）—— 事务

news2024/11/19 12:34:38

数据库（MySQL）—— 事务

  • 什么是事务
  • 事务操作
    • 未控制事务
    • 测试异常情况
  • 控制事务一
    • 查看/设置事务提交方式：
    • 提交事务
    • 回滚事务
  • 控制事务二
    • 开启事务
    • 提交事务
    • 回滚事务
  • 并发事务问题
    • 脏读（Dirty Read）
    • 不可重复读（Non-Repeatable Read）
    • 幻读（Phantom Read）
    • 丢失更新（Lost Update）
  • 并发事务问题演示及事务隔离级别

我们今天来学习MySQL中的事务：

什么是事务

MySQL中的事务（Transaction）是一个逻辑上不可分割的工作单元，由一系列数据库操作组成，这些操作要么全部成功执行，要么全部不执行。事务的主要目的是为了维护数据库的一致性和完整性，尤其是在多用户同时访问和修改数据的并发环境下。

事务具备以下四个关键特性，即ACID特性：

  1. 原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作，事务中的所有操作要么全部完成，要么完全不起作用。如果事务中任何一部分操作失败，整个事务都会被回滚，仿佛从未发生过。
  2. 一致性（Consistency）：事务执行前后，数据库从一种合法的状态转换到另一种合法的状态。即使在事务执行期间出现错误，数据库也应该保持一致的状态，不因事务失败而残留部分结果。
  3. 隔离性（Isolation）：并发执行的事务之间互不干扰，一个事务内部的操作对其他事务是不可见的，直到该事务完成并提交。MySQL通过不同的事务隔离级别来实现这一特性，如读未提交（READ UNCOMMITTED）、读已提交（READ COMMITTED）、可重复读（REPEATABLE READ）和串行化（SERIALIZABLE）。
  4. 持久性（Durability）：一旦事务被提交，它对数据库的更改应该是永久性的，即使系统发生故障也不会丢失。这意味着事务的结果会被稳定地存储在数据库中。

在MySQL中，特别是使用InnoDB存储引擎时，可以通过BEGIN或START TRANSACTION语句显式地开始一个事务，使用COMMIT语句提交事务，以确认所有更改，或者使用ROLLBACK语句回滚事务，取消所有在事务中做出的更改。此外，还可以通过设置事务的隔离级别来调整不同事务之间的可见性，以适应不同的应用场景需求。

举个例子：
张三给李四转账1000块钱，张三银行账户的钱减少1000，而李四银行账户的钱要增加1000。 这一组操作就必须在一个事务的范围内，要么都成功，要么都失败。
在这里插入图片描述正常情况: 转账这个操作, 需要分为以下这么三步来完成 , 三步完成之后, 张三减少1000, 而李四增加1000, 转账成功：
在这里插入图片描述异常情况: 转账这个操作, 也是分为以下这么三步来完成 , 在执行第三步是报错了, 这样就导致张三减少1000块钱, 而李四的金额没变, 这样就造成了数据的不一致, 就出现问题了。
在这里插入图片描述为了解决上述的问题，就需要通过数据的事务来完成，我们只需要在业务逻辑执行之前开启事务，执行完毕后提交事务。如果执行过程中报错，则回滚事务，把数据恢复到事务开始之前的状态：
在这里插入图片描述

注意： 默认MySQL的事务是自动提交的，也就是说，当执行完一条DML语句时，MySQL会立即隐式的提交事务。

事务操作

数据准备：

drop table if exists account;

create table account(
id int primary key AUTO_INCREMENT comment 'ID',
name varchar(10) comment '姓名',
money double(10,2) comment '余额'
) comment '账户表';

insert into account(name, money) VALUES ('张三',2000), ('李四',2000);

未控制事务

测试正常情况：

-- 1. 查询张三余额
select * from account where name = '张三';
-- 2. 张三的余额减少1000
update account set money = money - 1000 where name = '张三';
-- 3. 李四的余额增加1000
update account set money = money + 1000 where name = '李四';

在这里插入图片描述

测试异常情况

我们把数据都恢复到2000：

update account set money = 2000;

然后再次一次性执行下面的SQL语句：

-- 1. 查询张三余额
select * from account where name = '张三';
-- 2. 张三的余额减少1000
update account set money = money - 1000 where name = '张三';
出错了....
-- 3. 李四的余额增加1000
update account set money = money + 1000 where name = '李四';

在这里插入图片描述
(“出错了…” 这句话不符合SQL语法,执行就会报错)

检查最终的数据情况, 发现数据在操作前后不一致了：
在这里插入图片描述

控制事务一

查看/设置事务提交方式：

SELECT @@autocommit ;
SET @@autocommit = 0 ;

在MySQL中，SELECT @@autocommit; 和 SET @@autocommit = 0; 是用来查看和设置当前会话的自动提交状态的命令。

  • SELECT @@autocommit;
    这条命令用于查询当前会话的自动提交（autocommit）设置。@@autocommit是一个系统变量，表示是否启用自动提交模式。如果返回值为1，意味着自动提交是开启的，即每次执行完一条SQL语句后，改动会立即保存到数据库中，成为永久性的变更。如果返回值为0，则表示自动提交是关闭的，你需要手动控制事务的提交与回滚。
    在这里插入图片描述
  • SET @@autocommit = 0;
    这条命令用于设置当前会话的自动提交模式为关闭状态。将@@autocommit的值设为0后，意味着在该会话中执行的SQL语句不会自动提交，直到你显式执行COMMIT命令才将事务中的更改永久保存。这样可以让你在一系列操作之间保持数据的一致性，便于实现事务的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID特性）。在需要手动控制事务边界的应用场景中非常有用。
    在这里插入图片描述

提交事务

此时我们又把数据恢复到2000，又执行那三条语句：
在这里插入图片描述我们查看结果发生变化了，但是这只是针对当前会话，如果我们重新开一个会话，就会发现数据没有发生变化，这里我用Navicat重开一个会话：
在这里插入图片描述
但是如果我执行commit，提交之后：
在这里插入图片描述
再在Navicat中查询结果：
在这里插入图片描述

所以我们设置提交模式为非自动的时候，如果我们想要我们的提交彻底生效，要记得执行commit

回滚事务

如果我在事务的流程当中出错了：
在这里插入图片描述
可以执行ROLLBACK操作，使数据回到开始前的状态：
在这里插入图片描述

控制事务二

开启事务

START TRANSACTION 或 BEGIN ; 1

提交事务

COMMIT;

回滚事务

ROLLBACK;

举个例子：

-- 开启事务
start transaction;

-- 1. 查询张三余额
select * from account where name = '张三';
-- 2. 张三的余额减少1000
update account set money = money - 1000 where name = '张三';
-- 3. 李四的余额增加1000
update account set money = money + 1000 where name = '李四';
-- 如果正常执行完毕, 则提交事务
commit;

-- 如果执行过程中报错, 则回滚事务
-- rollback;

在这里插入图片描述

并发事务问题

并发事务问题是数据库管理系统中常见的挑战，特别是在多用户环境下，不同的事务可能同时对相同的数据进行读取或修改，从而引发以下几种典型的问题：

  1. 脏读（Dirty Read）：事务A读取了事务B尚未提交的数据，如果事务B随后进行了回滚，那么事务A读取到的就是无效的“脏”数据。
  2. 不可重复读（Non-Repeatable Read）：在同一个事务内，两次相同的查询返回了不同的结果，这是因为在两次查询之间，有其他事务提交了对该数据的修改或删除操作。
  3. 幻读（Phantom Read）：在一个事务内，第一次查询时没有特定条件的某些行，但是在同一事务内的第二次查询时，由于其他事务插入了新行，这些新行就仿佛“幻影”一样出现了。
  4. 丢失更新（Lost Update）：两个事务同时读取同一条数据，然后基于原始数据进行修改并提交，如果数据库系统没有适当的并发控制机制，后提交的事务可能会覆盖前一个事务的更改，导致前一个事务的更新丢失。

脏读（Dirty Read）

场景：事务A正在更新一条记录但尚未提交，事务B在此时读取了事务A更改但未提交的数据。

  • 事务A:

    BEGIN;
UPDATE accounts SET salary = salary - 100 WHERE id = 1; -- 减少张三账户100元，但没提交

  • 事务B (同时进行):

    SELECT salary FROM accounts WHERE id = 1; -- 查询张三账户余额，看到减少了100元

  • 假设：事务A因为某种原因执行了ROLLBACK。

  • 结果：事务B读取到了实际上未生效的“脏”数据（减少了100元的余额），而最终张三的账户余额并未发生变化。

不可重复读（Non-Repeatable Read）

场景：在同一个事务内，两次查询返回了不同的结果，因为中间有其他事务提交了修改。

  • 事务A:

    BEGIN;
SELECT salary FROM accounts WHERE id = 1; -- 第一次查询张三余额为500元

  • 事务B (并发执行，并提交):

    UPDATE accounts SET salary = salary + 100 WHERE id = 1; -- 给张三账户加100元并提交

  • 事务A 继续:

    SELECT salary FROM accounts WHERE id = 1; -- 第二次查询张三余额变为600元

  • 结果：事务A在同一个事务内两次查询同一数据得到不同结果，违反了可重复读原则。

幻读（Phantom Read）

场景：在一个事务内，两次相同的查询因其他事务插入新行而返回不同的行数。

  • 事务A:

    BEGIN;
SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 1; -- 初始查询客户1的订单有5个

  • 事务B (并发执行，并提交):

    INSERT INTO orders(customer_id, order_date) VALUES(1, CURDATE()); -- 给客户1新增一个订单并提交

  • 事务A 继续:

    SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 1; -- 再次查询客户1的订单，现在有6个

  • 结果：事务A第二次查询时出现了额外的“幻影”行，即原本不存在但在查询过程中被其他事务插入的记录。

丢失更新（Lost Update）

场景：两个事务同时修改同一数据，后提交的事务覆盖了前一个事务的更改。

  • 事务A:

    BEGIN;
SELECT salary FROM accounts WHERE id = 1; -- 张三余额为500元

  • 事务B (几乎同时开始，并提交快):

    BEGIN;
SELECT salary FROM accounts WHERE id = 1; -- 也看到张三余额为500元
UPDATE accounts SET salary = salary + 100 WHERE id = 1; -- 增加100元并提交

  • 事务A 继续, 未知事务B已更新:

    UPDATE accounts SET salary = salary - 100 WHERE id = 1; -- 减少100元并提交，基于旧值操作

  • 结果：尽管事务B给张三增加了100元，但事务A的减操作基于事务B之前的数据，最终张三的账户余额没有变化，事务B的更新被事务A无意中“丢失”了。

为了解决这些问题，数据库系统提供了不同的事务隔离级别，分别是：

  • 读未提交（Read Uncommitted）：最低的隔离级别，允许脏读、不可重复读和幻读。
  • 读已提交（Read Committed）：只允许不可重复读和幻读，禁止脏读。
  • 可重复读（Repeatable Read）：MySQL的InnoDB默认隔离级别，禁止脏读和不可重复读，但可能出现幻读。
  • 串行化（Serializable）：最高的隔离级别，通过完全锁定读取和更新的行，避免了脏读、不可重复读和幻读，但可能导致大量锁竞争，影响性能。

并发事务问题演示及事务隔离级别

在这里插入图片描述图中打钩的表示在此模式下，该问题可能发生，打叉表示可防止此问题发生。

SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION;

在这里插入图片描述
这里我们要看脏读，首先要把事务的隔离级别设置为Read uncommitted，设置事务隔离级别用下面的代码：

SET [ SESSION | GLOBAL ] TRANSACTION ISOLATION LEVEL { READ UNCOMMITTED |
READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE }

session是设置当前对话，global是全局。

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