详解mysql事务，事务并发安全问题的复现以及大事务的优化 |
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详解mysql事务，事务并发安全问题的复现以及大事务的优化
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好文推荐： 2.5万字详解23种设计模式 springboot 实现延时队列（超级实用） 2.5万字讲解DDD领域驱动设计 文章目录 1. 事务定义2. 事务特性（ACID）3. 事务并发问题4. 事务隔离级别5. 基础命令6. 脏读复现7. 不可重复读复现8. 幻读复现8.1 幻读疑问8.2 MVCC8.3 快照读8.4 当前读8.5 幻读再次复现 9. 大事务问题总结
1. 事务定义
MySQL事务是指一系列数据库操作（例如INSERT、UPDATE、DELETE等）被作为一个单独的执行单元来执行的过程。事务可以确保数据库在并发环境下的数据一致性和完整性，并支持原子性、一致性、隔离性和持久性的特性（也称为ACID特性）。 2. 事务特性（ACID）原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作单元，要么全部执行成功，要么全部失败回滚。如果事务中的任何一个操作失败，则整个事务将被回滚到初始状态。 一致性（Consistency）：事务在执行之前和执行之后，数据库的状态必须保持一致。这意味着事务将从一个一致的状态转换到另一个一致的状态，确保数据的完整性。 隔离性（Isolation）：每个事务的执行都应该与其他事务相互隔离，使它们彼此独立。事务的隔离性确保并发执行的事务不会相互干扰，从而防止数据损坏或不一致。 持久性（Durability）：一旦事务提交成功，其所做的更改将永久保存在数据库中，即使在系统故障或重启后也能够恢复。持久性确保事务的结果能够长期存储，以便供后续读取和使用。 3. 事务并发问题两个事务都是读操作不会有并发问题，只有在读写或者写写场景下，就有并发问题了，后面会通过实战复现一下四种问题。 脏读：在读读场景下，一个事务读取了另一个未提交（或已回滚）事务的数据。如果读取到的数据最终不会被提交，那么本次读取就是脏读。 不可重复读：在读写（update）场景下，同一个事务内，多次读取同一行数据时，得到了不同的结果。这是由于其他事务在读取期间修改了数据造成的。 幻读：在读写（insert）场景下，一个事务读到另一个事务已提交的新插入的数据。其实这样的说法并不准确，严谨来说是在repeatable read隔离级别下，只有在当前读的情况下，才会有幻读问题，在快照读的情况下，是没有幻读问题的。什么是当前读，什么是快照读，下文会结合实例一一讲解。 更新丢失：在写写（update）场景下，两个事务同时读取同一行数据，并且同时进行修改。由于事务隔离级别的不同或执行顺序的不同，其中一个事务的修改可能会覆盖另一个事务的修改，导致更新丢失。 4. 事务隔离级别事务隔离级别是数据库管理系统（DBMS）提供的一种机制，用于控制并发事务之间的可见性和相互影响程度。MySQL 支持四种事务隔离级别： read uncommitted：未提交读 ①最低的隔离级别。 ②事务可以读取其他未提交事务的未提交数据。 ③会导致脏读、不可重复读和幻读。read committed：已提交读 ①事务只能读取已提交事务的数据，不能读取未提交事务的数据。 ②解决了脏读问题，但导致不可重复读和幻读。repeatable read：可重复读，MySQL默认的隔离级别。 ①事务在开始时读取一个快照，然后在事务结束之前都使用该快照。 ②其他事务的插入和更新会在事务结束前被阻塞。 ③解决了脏读和不可重复读的问题，但仍存在幻读现象，幻读这里画重点，后面会讲到。serializable：序列化 ①最高的隔离级别。 ②所有事务按顺序执行，不允许并发，所以不建议使用，否则MySQL没有一点并发能力了。 ③提供了最强的隔离保证，完全防止脏读、不可重复读和幻读，但可能会导致性能下降，因为并发性受到限制。 事务隔离级别 脏读 不可重复读 幻读 read uncommitted: 否 否 否 read committed : 是 否 否 repeatable read: 是 是 否 serializable： 是 是 是 5. 基础命令 查看当前会话的事务隔离级别 SELECT @@tx_isolation; 设置当前会话的隔离级别 set session transaction isolation level read uncommitted; set session transaction isolation level read committed; set session transaction isolation level repeatable read; set session transaction isolation level serializable; 开启一个事务 BEGIN; 提交一个事务 COMMIT; 回滚一个事务 ROLLBACK; 6. 脏读复现将事务隔离级别设置为：read uncommitted 事务A：查询数据 -- 查看当前会话的事务隔离级别 select @@tx_isolation; -- 设置当前会话的隔离级别 set session transaction isolation level read uncommitted; -- 开启事务 begin; select * from student;查询结果： 查询结果： 将事务隔离级别设置为：read committed，虽然解决了脏读，但是存在不可重复读 事务A：先查询数据 -- 查看当前会话的事务隔离级别 select @@tx_isolation; -- 设置当前会话的隔离级别 set session transaction isolation level read committed; -- 开启事务 begin; select * from student;查询结果： 查询结果： 将事务隔离级别设置为：repeatable read，可以解决脏读和重复读 8.1 幻读疑问 事务A：先查询数据 -- 查看当前会话的事务隔离级别 select @@tx_isolation; -- 设置当前会话的隔离级别 set session transaction isolation level repeatable read; -- 开启事务 begin; select * from student;查询结果：
快照读是MVCC的核心特性之一。 当事务启动时，它创建一个事务快照，以捕获数据库中的当前状态。在整个事务期间，事务只能看到在其启动时存在的数据版本。快照读适用于可重复读（Repeatable Read）隔离级别，它确保在整个事务期间数据保持一致性。读取一致性：事务在其整个生命周期内都会看到一个一致的数据快照，无论其他事务是否在同时进行。无锁读取，MVCC通常不需要使用显式锁来实现事务隔离，因为每个事务都有自己的数据快照，不需要锁定其他事务正在读取的数据。所有的select查询语句在可重复读、读已提交的隔离级别下都是快照读。 8.4 当前读 当前读是一种更加实时的读取方式。与快照读不同，当前读不使用已存在的快照，而是始终访问数据库的最新版本。当前读适用于读取最新数据的需求，通常用于读取而不是写入操作。但需要注意，当前读可能会与其他事务的写操作发生冲突，因此需要格外小心以避免并发问题。除了select操作都会触发（update,delete,insert,select…lock in share mode,select…for update）都是当前读。lock in share mode是共享锁，for update是排他锁，相关mysql各种锁的问题，关注小编后续发布文章！ 8.5 幻读再次复现 事务A：当前读查询数据 -- 查看当前会话的事务隔离级别 select @@tx_isolation; -- 设置当前会话的隔离级别 set session transaction isolation level repeatable read; -- 开启事务 begin; select * from student for update; 事务B：插入一条数据 -- 查看当前会话的事务隔离级别 select @@tx_isolation; -- 设置当前会话的隔离级别 set session transaction isolation level repeatable read; -- 开启事务 begin; INSERT INTO student (id, name, age) VALUES(3, '刘备', 38); commit; 事务A：再次查询，来了来了它来了，幻读问题出现了！！！ -- 查看当前会话的事务隔离级别 select @@tx_isolation; -- 设置当前会话的隔离级别 set session transaction isolation level repeatable read; -- 开启事务 begin; select * from student for update;结果如下： 大事务问题通常涉及对数据库中大量数据进行处理的事务，这些事务可能导致性能下降、锁冲突或事务执行时间过长。 假设有一个下单的应用场景，每当用户提交订单时，系统会执行以下操作： ①创建一个新订单记录 ②从用户购物车中删除已购买的商品 ③更新商品库存。 现在，假设有一天，你的网站举办了一个促销活动，吸引了大量用户同时下订单。这导致了大量的 “订单处理” 事务同时运行，每个事务都要对订单和库存进行操作。 大量订单处理事务同时运行可能会导致以下问题： ①锁冲突：多个事务同时尝试修改相同的订单或商品库存，导致锁定和等待。 ②性能下降：大量的数据库操作可能导致数据库性能急剧下降。 ③事务超时：事务执行时间过长，导致超时问题。 解决目标就是，缩短事务执行时间，提高性能 解决方法： ①事务拆分： 将大事务拆分成多个小事务，每个小事务只处理一个订单或一组相关订单。 这可以减小每个事务的范围，减少锁冲突和提高并发性。 ②使用乐观锁： 使用乐观锁机制来处理商品库存更新。每个事务在更新库存之前检查库存是否足够，如果不够就回滚事务。 这可以避免大规模的锁冲突。 ③使用消息队列： 将订单处理任务放入消息队列，然后由后台任务异步处理。 这将减轻数据库的压力，并允许系统在非高峰时段处理订单。 ⑤性能优化： 优化数据库表结构和索引以提高查询性能。 使用数据库缓存来减少重复查询。 ⑥定期清理历史数据： 定期清理订单和日志数据，以减少数据库负担。 总结 我们在实际项目中，一般都会使用mysql默认的隔离级别， repeatable read可重复读可重复读解决了事务并发安全问题的脏读，不可重复读当前读的幻读问题MySQL是怎么解决呢，其实MySQL是通过next-key lock 临键锁来避免幻读问题的，相关mysql各种锁的问题，关注小编后续发布文章！如果看到这里，说明你喜欢这篇文章，请关注和点赞小编。关注【微信公众号微信】搜索【老板再来一杯时光】回复【进群】即可进入无广告交流群！回复【java】即可获取【java基础经典面试】一份！ 好文推荐： 2.5万字详解23种设计模式 springboot 实现延时队列（超级实用） 2.5万字讲解DDD领域驱动设计 |
2. 事务B：插入一条数据，并提交事务
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