MySQL基础事务处理的第九篇章剖析
标题：[MySQL入门]MySQL（9）事务机制概览
@墨白不码错
文章目录
- 一、认识事务
- 1、多线程访问数据库引发的状况
- 2、通过事务机制限制CURD操作
- 3、事务的四大特性
- 4、支持事务的引擎
- 二、事务的提交与autocommit设置
- 三、事务的隔离性与隔离级别
- (1) 查看当前隔离级别
- (2) 设置隔离级别
- （3） 事务隔离级别的作用
- （4）MySQL InnoDB的四种隔离级别
- (1) 读未提交（Read Uncommitted）
- (2) 读已提交（Read Committed）
- (3) 可重复读（Repeatable Read）
- (4) 串行化（Serializable）
- （5）各隔离级别对比表
- 四、事务的一致性
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- 1. AID特性和一致性的关联
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- (1) 原子性（Atomicity）
- (2) 隔离性（Isolation）
- (3) 持久性（Durability）
- (4) 应用层面的逻辑（用户的协同）
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一、认识事务
1、多线程访问数据库引发的状况
MySQL作为网络服务，必然存在多个客户端同时访问服务器的情形：设想有一个抢票系统，两个客户端同时抢票，其中一个客户端完成抢票操作后，数据库尚未及时更新，此时另一客户端又进行了抢票，导致一张票被重复售卖，这显然不符合正常逻辑！因此，必须对数据库的CURD操作实施特定限制，以此解决此类问题。
2、通过事务机制限制CURD操作
事务由一组具有逻辑关联性的DML语句构成，这些语句要么全部成功执行，要么全部失败回滚，形成一个整体。事务常用于处理操作量大、复杂度高的数据。例如，要删除一位被开除员工的所有历史信息及相关联信息，需多条MySQL语句协同完成，这些操作共同构成一个事务。
然而，同一时刻并非仅有一个事务在运行，而是有多个事务并发执行。若大量事务在无保护的情况下访问同一表数据，必然引发问题。因为事务由多条SQL语句组成，若事务执行中途MySQL客户端异常退出，已执行一半的事务该如何处理？
3、事务的四大特性
MySQL规定，一个完整的事务不仅是简单SQL语句的组合，还需满足以下四大特性：
原子性（Atomicity，也可称为不可分割性）：
一个事务（transaction）内的所有操作，要么完全执行完毕，要么完全不执行，不会停留在中间状态。若事务执行过程中出现错误（比如客户端异常退出），已执行一半的事务会被回滚至事务开始前的状态，仿佛该事务从未执行过。
一致性（Consistency）：
在事务开启前和结束后，数据库的完整性均未遭到破坏。
隔离性（Isolation，也称作独立性）：
数据库支持多个并发事务同时对数据进行读写与修改，隔离性能够避免多个事务并发执行时因交叉执行而致使数据不一致。事务隔离涵盖不同级别，包含读未提交（Read uncommitted）、读已提交（read committed）、可重复读（repeatable read）以及串行化（Serializable）。
持久性（Durability）：
事务处理完成后，对数据的改动会永久保存，即便系统发生故障也不会丢失。
此外，事务本质上是为应用层服务的。因为我们并非直接访问数据库，而是通过上层各种语言来访问数据库，所以多条SQL语句封装而成的事务能够简化上层的编程模型与逻辑。
4、支持事务的引擎
使用指令查询：
mysql> show engines\G;
*************************** 1. row ***************************
Engine: ndbcluster
Support: NO
Comment: Clustered, fault-tolerant tables
Transactions: NULL
XA: NULL
Savepoints: NULL
*************************** 2. row ***************************
Engine: MEMORY
Support: YES
Comment: Hash based, stored in memory, useful for temporary tables
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 3. row ***************************
Engine: InnoDB
Support: DEFAULT
Comment: Supports transactions, row-level locking, and foreign keys
Transactions: YES
XA: YES
Savepoints: YES
*************************** 4. row ***************************
Engine: PERFORMANCE_SCHEMA
Support: YES
Comment: Performance Schema
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 5. row ***************************
Engine: MyISAM
Support: YES
Comment: MyISAM storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 6. row ***************************
Engine: FEDERATED
Support: NO
Comment: Federated MySQL storage engine
Transactions: NULL
XA: NULL
Savepoints: NULL
*************************** 7. row ***************************
Engine: ndbinfo
Support: NO
Comment: MySQL Cluster system information storage engine
Transactions: NULL
XA: NULL
Savepoints: NULL
*************************** 8. row ***************************
Engine: MRG_MYISAM
Support: YES
Comment: Collection of identical MyISAM tables
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 9. row ***************************
Engine: BLACKHOLE
Support: YES
Comment: /dev/null storage engine (anything you write to it disappears)
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 10. row ***************************
Engine: CSV
Support: YES
Comment: CSV storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 11. row ***************************
Engine: ARCHIVE
Support: YES
Comment: Archive storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
11 rows in set (0.01 sec)
从查询结果可知，目前仅有InnoDB引擎支持事务机制。
二、事务的提交与autocommit设置
事务的提交（commit）方式存在两种：
自动提交模式；
手动提交模式；autocommit变量用于设定是否开启自动提交。
查看autocommit变量：
show variables like 'autocommit';
设置自动提交状态：
SET AUTOCOMMIT=1; #SET AUTOCOMMIT=1 开启自动提交功能
SET AUTOCOMMIT=0; #SET AUTOCOMMIT=0 关闭自动提交功能
若要开启一个事务，需使用以下指令：
begin;
#或者
start transaction;
若要提交一个事务，需使用指令：
commit;
这两个指令之间的SQL语句即为该事务的具体内容。
为便于后续演示，创建如下表结构：
create table if not exists account(
id int primary key,
name varchar(50) not null default '',
blance decimal(10,2) not null default 0.0
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=UTF8;
此时暂时将全局隔离级别设置为读未提交（以便通过另一客户端查看表中数据）：
set global transaction isolation level READ UNCOMMITTED;
查看隔离级别：
SELECT @@global.transaction_isolation AS '全局隔离级别', @@session.transaction_isolation AS '当前会话隔离级别';
重启MySQL，同步当前会话与全局的隔离级别后查看：
- 特性一 ：若事务通过begin/start transation方式开启，则必须通过commit提交才能持久化，这与autocommit设置无关（默认情况下autocommit为ON开启状态，具体作用后文讲解）。
若有两个客户端同时访问同一张表，且同时开启两个事务，其中一个客户端事务执行至一半时崩溃，MySQL会自动回滚。
何为回滚？
当开启一个事务后，在事务执行过程中，可创建保存点，此保存点可类比为游戏中的存档点，若对最新操作不满意，可回滚（读取存档点）：
savepoint s1; #创建一个保存点s1
首先，通过begin；开启一个事务。
然后，向已创建的表中插入数据：
此时设置一个savepoint s1；
接着进行一些增删改操作（例如新插入一条数据）：
若发现新进行的操作出现错误且不想要该结果，可回滚（读取存档点s1）:
rollback to s1;
结果：
于是，新插入的“haha”数据被删除。这便是回滚。
回归特性一的演示：
验证：未commit，客户端崩溃，MySQL自动回滚[因通过手动开启，autocommit不会自动提交] ：
开启两个事务，左侧插入一条新数据lisi，右侧可看到新插入的数据：
左侧事务的客户端被ctrl+\发送abort信号，进程被杀死，右侧客户端发现新插入的lisi被MySQL自动回滚。
验证：commit后，客户端崩溃，MySQL数据不受影响，已持久化[因通过手动开启，autocommit不会自动提交]
开启两个事务，左侧客户端插入数据jimmay，commit后被信号杀死，右侧查询可找到新插入的数据：
验证：未手动通过begin;/start transaction;开启事务，autocommit会影响提交。
在autocommit=1；（开启）情况下：
对于未手动通过begin;/start transaction;开启事务的情况，一条SQL语句即为一个事务，因为每条语句都会被封装为一个事务。
即使一条语句执行后客户端直接崩溃，该语句仍会被持久化：
在autocommit=0；（开启）情况下：
需手动commit，无论执行多少操作，若在客户端退出前未commit，则所有操作均会被回滚：
若commit，所做操作会被持久化：
至此，可总结如下：
- 事务通过begin/start transaction开启，需手动commit提交才能持久化，不受autocommit设置影响。
- 事务可通过设置savepoint手动回滚；操作异常时，MySQL会自动回滚。
- InnoDB每条SQL语言默认封装成事务，自动提交。（select有特殊情况，因MySQL有MVCC）。
- 从上述演示，可见事务本身的原子性(回滚)、持久性(commit)。
隔离性体现在何处？
三、事务的隔离性与隔离级别
数据库中，为保证事务执行过程中尽可能不受干扰，存在重要特性：隔离性 。
数据库中，允许事务受不同程度干扰，存在重要特性：隔离级别 。
(1) 查看当前隔离级别
SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';
-- 输出示例：transaction_isolation = REPEATABLE-READ
(2) 设置隔离级别
-- 全局设置（重启后生效）
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL+隔离级别值;
-- 当前会话设置
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL+隔离级别值;
MySQL InnoDB存储引擎支持四种标准事务隔离级别，通过不同锁机制和 多版本并发控制（MVCC） 实现事务间数据可见性与并发控制。
（3） 事务隔离级别的作用
事务隔离级别定义了多个并发事务间的数据可见性规则，核心目标是解决以下问题：
- 脏读（Dirty Read） ：读取到其他事务未提交的数据。
- 不可重复读（Non-Repeatable Read） ：同一事务中多次读取同一数据，结果不一致（其他事务修改了该行）。
- 幻读（Phantom Read） ：同一事务中，因其他事务插入或删除符合查询条件的行，导致多次相同查询的结果集行数不一致。
（4）MySQL InnoDB的四种隔离级别
按隔离级别从低到高排序：
(1) 读未提交（Read Uncommitted）
-
特点 ：所有事务均可看到其他事务未提交的数据
执行结果（可能读到“脏数据”）相当于无任何隔离性。 -
问题 ：存在 脏读、不可重复读、幻读 。
- 实现方式 ：几乎不加锁，依赖最低限度的锁机制。
- 使用场景 ：极少使用，仅在需最高并发且不关心数据一致性的场景。
(2) 读已提交（Read Committed）
- 特点 ：一个事务只能看到其他已提交事务所做的改变。
- 解决的问题 ：避免脏读。
- 遗留问题 ：存在 不可重复读、幻读 。
- 实现方式 ：
- 锁机制 ：使用 行级锁（Record Locks） ，写操作锁定当前行。
- MVCC ：每次
SELECT生成独立快照（一致性视图），基于当前已提交数据。
- 使用场景 ：适用于大多数OLTP系统（如Oracle默认级别）。
(3) 可重复读（Repeatable Read）
- 特点 ：MySQL默认隔离级别，同一事务中多次读取同一数据结果一致。
- 解决的问题 ：避免脏读、不可重复读。
- 遗留问题 ：仍可能发生 幻读 （但InnoDB通过 间隙锁 基本消除）。
- 实现方式 ：
- 锁机制 ：使用 记录锁（Record Locks） + 间隙锁（Gap Locks） （合称 临键锁 Next-Key Locks ）。
- MVCC ：事务首次
SELECT生成一致性视图，后续读取沿用该视图。
- 默认级别 ：InnoDB的默认隔离级别。
- 幻读的解决 ：
-- 事务A BEGIN; SELECT * FROM users WHERE age > 20; -- 假设返回3条记录 -- 事务B INSERT INTO users (id, age) VALUES (4, 25); -- 提交 -- 事务A再次查询 SELECT * FROM users WHERE age > 20; -- 在可重复读下，仍返回3条记录（避免幻读）
(4) 串行化（Serializable）
*
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