深入理解 mysql 的事务

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。

并不是所有的引擎都支持事务。比如 MySQL 原生的 MyISAM 就不支持事务,因此被InnoDB 取代。

隔离性和隔离级别

什么是 ACID?

ACID(Atomicity、Consistency、Isolation、Durabilty,即原子性、一致性、隔离性、持久性)

隔离性

当数据库有多个事务同时执行,就可能会出现 脏读、不可重复读、幻读等问题,为了解决这些问题就出现了”隔离级别”

隔离的越严,效率就会越低,因此,需要找寻平衡点

SQL 标准的事务隔离级别包括:

  • 读未提交 read uncommitted ,一个事务还没有提交时,它做的变更可能被其他事务看到。

  • 读提交 read committed,一个事务提交之后,它做的变更才会被其他事务看到。

  • 可重复读 repeatable read,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候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。

  • 串行化 serializable,对于同一行记录,”写”会加”写锁”,”读”会加”读锁”,当读写冲突时,后访问的事务必须先等前面的事务执行完成才可以继续。

例子:

假设数据表 T 中只有一列,其中一行的值为 1

1
2
mysql> create table T(c int) engine=InnoDB;
insert into T(c) values(1);

如图所示,不同隔离级别下,事务 A 会有哪些不同的返回结果:

  • 若隔离级别是”读未提交”,则 v1 的值是 2 这个时候事务B 虽然还没有提交,但是结果 A 已经看到了,因此 v2 和 v3 的值也是 2。

  • 若隔离级别是”读提交”,则 v1 是 1 v2 的值 是 2 ,事务 B 的更新在提交后才能被 A 看到,所以 v3 的值也是 2。

  • 若隔离级别是”可重复读”,则 v1 v2 是1 v3 是 2 ,之所以v2 还是1 遵循的就是 事务在执行期间看到的数据前后必须是一致的。

  • 若隔离级别是”串行化”,则事务 B 执行”将1改成2”的时候,会被锁住,直到 A 提交后,事务 B 才可以继续执行,所以从 A 的角度看 v1 v2 的值是 1 v3 的值是 2。

在实现上,数据库里面会创建一个视图,访问的时候以视图的逻辑结果为准。在“可重复读”隔离级别下,这个视图是在事务启动时创建的,整个事务存在期间都用这个视图。在“读提交”隔离级别下,这个视图是在每个 SQL 语句开始执行的时候创建的。这里需要注意的是,“读未提交”隔离级别下直接返回记录上的最新值,没有视图概念;而“串行化”隔离级别下直接用加锁的方式来避免并行访问。

我们可以看到在不同的隔离级别下,数据库行为是有所不同的。Oracle 数据库的默认隔离级别其实就是“读提交”,因此对于一些从 Oracle 迁移到 MySQL 的应用,为保证数据库隔离级别的一致,你一定要记得将 MySQL 的隔离级别设置为“读提交”。

配置的方式是,将启动参数 transaction-isolation 的值设置成 READ-COMMITTED。你可以用 show variables 来查看当前的值。

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mysql> show variables like "transaction_isolation";
+-----------------------+-----------------+
| Variable_name | Value |
+-----------------------+-----------------+
| transaction_isolation | REPEATABLE-READ |
+-----------------------+-----------------+
1 row in set (0.01 sec)

事务隔离的实现

在 MySQL 中,实际上每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作。记录上的最新值,通过回滚操作,都可以得到前一个状态的值。

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。

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。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。

同时你会发现,即使现在有另外一个事务正在将 4 改成 5, 这个事务跟 read- -view A、B、C 对应的事务是不会冲突的。

回滚日志什么时候删除

当系统里没有比这个回滚日志更早的 read-view 的时候,回滚日志会被删除。

为什么尽量不要使用长事务

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。,

在 MySQL 5.5 及以前的版本,回滚日志是跟数据字典一起放在 ibdata 文件里的,即使长事务最终提交,回滚段被清理,文件也不会变小。我见过数据只有 20 GB,而回滚段有 200 GB 的库。最终只好为了清理回滚段,重建整个库。

除了对回滚段影响,长事务还占用锁资源,拖垮整个库。

事务的启动方式

长事务有这些潜在风险,建议尽量避免。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,建议你总是使用 set autocommit=1, 通过显式语句的方式来启动事务。

mysql 5.7 默认 autocommit 是 ON 也就是 1 ;

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mysql> show variables like "auto%";
+--------------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+--------------------------+-------+
| auto_increment_increment | 1 |
| auto_increment_offset | 1 |
| autocommit | ON |
| automatic_sp_privileges | ON |
+--------------------------+-------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> show variables like "auto%";
+--------------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+--------------------------+-------+
| auto_increment_increment | 1 |
| auto_increment_offset | 1 |
| autocommit | OFF |
| automatic_sp_privileges | ON |
+--------------------------+-------+
4 rows in set (0.00 sec)

解决 “多-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。

如何避免长事务对业务的影响

这个问题,可以从应用开发端和数据库端来看。

首先,从应用开发端来看:

1.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。- 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。

2.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。

3.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:

1.监控information_ schema.Innodb_ _trx 表,设置长事务阈值,超过就报警或者kill;

2.Percona的pt- kill这个工具不错,推荐使用;

3.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;

4.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。

本篇是一篇学习笔记,大部分内容来源于 极客时间 《Mysql 实战 45 讲》