SQL-事务与并发问题

news2024/11/15 14:01:43

在数据库管理系统中，事务是一个重要的概念，它确保了一组数据库操作要么全部成功，要么全部失败，从而维护数据的完整性和一致性。随着多个用户同时访问数据库，事务的并发处理变得尤为重要。

1. 事务的定义

事务是指一组数据库操作，这些操作被视为一个单一的逻辑单元。事务的主要目标是确保数据在并发环境下的完整性和一致性。事务的四大特性被称为ACID特性：

原子性 (Atomicity)：事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败。如果事务中的任何操作失败，整个事务将被回滚。
一致性 (Consistency)：事务必须使数据库从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。即使在发生错误或系统崩溃的情况下，数据库也必须保持一致性。
隔离性 (Isolation)：多个并发事务的执行互不干扰，每个事务的执行结果在提交之前对其他事务是不可见的。
持久性 (Durability)：一旦事务被提交，其结果是永久性的，即使系统崩溃也不会丢失。

2. 数据准备

接下来，我们将通过一个简单的转账示例来演示事务的使用。首先，我们创建一个客户表并插入一些初始数据。

create table account (
    id int auto_increment primary key comment '主键id',
    name varchar(10) comment '姓名',
    money int comment '余额'
) comment '客户表';

insert into account (id, name, money) values 
(null, '张三', 2000),
(null, '李四', 2000);

3. 转账操作示例

在这个示例中，我们将实现张三向李四转账1000元的操作。我们将使用事务来确保转账的原子性。

3.1 查看自动提交状态

在进行事务操作之前，我们可以查看当前的自动提交状态：

select @@autocommit;  -- 查看当前事务自动提交状态，默认为1

3.2 开始事务

我们将手动控制事务的开始和结束：

start transaction;  -- 开始事务

3.3 执行转账操作

1.查询张三的余额：

select money from account where name = '张三';  -- 查询张三的余额

2.扣款操作：

update account set money = money - 1000 where name = '张三' and money >= 1000;  -- 扣款1000

3.增加李四余额：

update account set money = money + 1000 where name = '李四';  -- 李四余额增加1000

3.4 提交或回滚事务

最后，我们需要提交事务以保存更改，或者在出现错误时回滚事务：

commit;  -- 提交事务
-- rollback;  -- 如果发生错误，回滚事务

4.脏读，不可重复读，幻读

1.脏读是指一个事务可以读取另一个事务未提交的修改。这可能导致读取到不一致的数据。

比如事务B读取了事务A尚未提交的数据

2.不可重复读是指在同一个事务中，多次读取同一数据的结果可能不同。这通常发生在一个事务读取数据后，另一个事务对该数据进行了修改。

比如事务A两次读取结果不一致，因为事务B对同一id提交了数据

3.幻读是指在一个事务中，读取到的结果集在同一事务内的后续查询中发生变化。这通常发生在一个事务读取了一组数据，而另一个事务插入了新数据。

比如事务A查询时没有数据，插入数据时却发现已经有数据存在了，导致插入数据失败

5. 事务的隔离级别

在并发环境中，多个事务可能会同时访问相同的数据，导致数据不一致的问题。SQL提供了四种事务隔离级别来控制这种并发访问的行为：

读未提交 (Read Uncommitted)：一个事务可以读取另一个事务未提交的修改。这可能导致“脏读”现象。
读提交 (Read Committed)：一个事务只能读取已提交的修改。这样可以避免脏读，但可能会导致“不可重复读”现象。
可重复读 (Repeatable Read)：在一个事务内，多次读取同一数据的结果是相同的。可以避免脏读和不可重复读，但可能会导致“幻读”现象。
串行化 (Serializable)：最高的隔离级别，所有事务串行执行，完全避免并发问题，但性能较低。

在MySQL中默认是 Repeatable Read,而在 Oracle中默认是Read Committed

5.1 查看和设置事务隔离级别

我们可以通过以下SQL语句查看和设置当前会话的事务隔离级别：

示例：

select @@transaction_isolation;  -- 查看当前事务隔离级别

set session transaction isolation level read committed;  -- 设置当前会话的事务隔离级别为读提交
set global transaction isolation level repeatable read;  -- 设置全局事务隔离级别为可重复读

6. 并发问题示例

为了更好地理解事务的并发问题，我们可以考虑以下场景：

6.1 脏读示例

-- 事务A
start transaction;
update account set money = money - 1000 where name = '张三';

-- 事务B
start transaction;
select money from account where name = '张三';  -- 读取到未提交的值

在这个例子中，事务B在事务A提交之前读取了张三的余额，可能会导致事务B看到的余额不准确。

6.2 不可重复读示例

-- 事务A
start transaction;
select money from account where name = '张三';  -- 第一次读取

-- 事务B
start transaction;
update account set money = money - 500 where name = '张三';  -- 更新张三的余额
commit;

-- 事务A
select money from account where name = '张三';  -- 第二次读取，结果可能不同

在这个例子中，事务A在第一次读取后，事务B对张三的余额进行了更新，导致事务A在第二次读取时看到的结果与第一次不同。

6.3 幻读示例

-- 事务A
start transaction;
select * from account where money > 1000;  -- 第一次读取

-- 事务B
start transaction;
insert into account (name, money) values ('王五', 1500);  -- 插入新记录
commit;

-- 事务A
select * from account where money > 1000;  -- 第二次读取，结果集可能不同

在这个例子中，事务A在第一次查询时只返回了张三和李四的记录，但在事务B插入新记录后，事务A在第二次查询时可能会看到新的记录。