数据库ACID、隔离级别与MVCC

首先需要明确事务的概念:一组原子性的SQL查询,如果数据库引擎能够成功的对数据库应用该组查询的全部语句,那么就执行该组语句,否则所有语句都不执行。

事务有ACID四个特性,即:

原子性:一个事务是一个不可分割的最小工作单元,其操作要么全部成功,要么全部失败;

一致性:数据库总是从一个一致性状态转换为另一个一致性状态。所谓一致性状态,就是数据库的所有完整性约束(尤其注意用户定义约束)都被遵守,以银行转账为例,“转账操作必然导致一个账户减少金额,另一个账户增加金额,且这两个账户总金额之和不变”就是一个完整性约束。

持久性:一旦事务提交,则其所作的修改就会永久保存到数据库中

隔离性:隔离性用于定义事务之间的相互隔离程度,存在四个隔离级别。

首先需要解释一下几个跟隔离性相关的概念定义:

(1)脏读:指事务读到脏数据,所谓脏数据,指的是不正确的数据,例如事务执行过程中修改了某记录,然后回滚,如果其他事务读到了该记录的中间修改值,则为脏读。

(2)不可重复读:事务在执行过程中,多次对同一个已经存在的记录进行读取,各次读取的值不同。读提交隔离级别存在不可重复读的问题,事务1、2并发执行,事务2首先读取记录1,然后事务1修改记录1并提交,事务2继续读取记录1,则事务2两次读取到的值不同。

(3)幻读:幻读是指使用某个条件读取一批记录时,可能读到的记录数不同。幻读与脏读、不可重复读的区别在于,脏读、不可重复读都是针对某个确定的已经存在的记录出现的值不要求(读到脏数据或多次读的值不同),而幻读则是多次使用同一个条件查询一批记录,多次读到的记录数不同,也就是说,脏读、不可重复读是由于多个事务并行执行update引起的,而幻读则是由于多个事务并行执行insert引起的(并发delete引起的问题看起来算哪个都行……)。

四个隔离级别为:

(1)Read Uncommited:读未提交,其含义为多个并发事务,任何一个事务可以读到其他事务尚未提交的修改:

    存在脏读、不可重复读、幻读可能性。

(2)Read Commited:读已提交,含义为多个并发事务,任何一个事务只可以读到其他事务已经提交的修改:

    解决脏读,存在不可重复读、幻读可能性。

(3)Repeatable Read:可重复读,含义为多个事务并发执行时,任何一个事务反复读取已存在的记录,每次读到的值都是相同的

    解决脏读、不可重复读,存在幻读可能性。

(4)Serializable:串行化,含义为所有事务串行执行,因此不存在事务并发执行的情况。

    解决脏读、不可重复读、幻读。

多版本并发控制MVCC

上述四个隔离级别中,读未提交隔离性最差,且相对于读已提交,性能并没有多少提升,几乎不会使用;串行化隔离性最好,可是性能太差,也几乎不会使用。一般数据库的默认隔离级别要么是读已提交,要么是可重复读(例如MySQL的InnoDB引擎),要么是读已提交(例如Oracle )。

如果使用行级读锁、写锁来实现读已提交或可重复读,应当是以下的步骤:

1、事务1会修改行1,则会在行1加上写锁,开始事务;

2、事务2为纯读取操作,需要读取行1,试图在行1上加上读锁,由于事务1已加写锁,因此事务2等待直到事务1完成。

3、如果事务2先开始,则事务1也需要等到事务2完成并释放读锁后才可以开始执行。

也即使说,对某行的写操作会阻塞所有对该行的读取操作,对某行的读操作会阻塞所有对该行的写操作,在系统存在读、写并发时,不论系统IO能力有多高,会受限于锁而导致性能低下。

MVCC用于解决这个问题来提高系统性能,MVCC并没有统一的标准,各个数据库实现均采用不同方式来实现MVCC,InnoDB的实现方式如下:

准备工作:

(1)对每行记录增加行标志和删除标志两个字段;

(2)维护一个全局的系统版本号,每开始一个事务(注意select也是事务,读事务),将该系统版本号加1并作为事务的版本号

插入记录的行标志设置为本事务版本号,删除标志为空;

删除记录的删除标志设置为本事务版本号;

修改的处理过程:将原记录的删除版本号修改为本事务版本号;新插入一条记录,包含原记录数据及本次修改,行记录标志设置为本事务版本号,删除标志为空;

读取的处理过程:

仅读取同时满足以下条件的记录行:

(1)行标志小于或等于本事务版本号(等于用于保证能够读取到本事务内提交的增加);

(2)删除标志为空或者大于本事务版本号(不包括等于以保证不会读取到本事务删除的记录);

相当于在读事务开始的时刻点,建立了一个系统的快照,该事务读取的所有数据,均是从快照中读取的,因此满足可重复读的条件,并且可解决幻读的问题,并且也不会读到产生“同样查询条件,事务中第一次读到的记录数大于第二次读到的记录数的问题“(由并发删除引起)

从上可知,使用MVCC后,大部分读都不再需要加读锁,因此读不再阻塞写,写也不再阻塞读。读操作只再受限于系统IO能力。

时间: 2024-12-17 08:53:47

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转载请注明出处: jiq?钦's technical Blog - 季义钦 引言:在网上搜了很多关于事务的文章,感觉单独来看都很难看懂,所以综合自己的理解写一篇我自己能理解的关于关系型数据库事务的文章. 一.事务特征 我们都知道数据库事务具备ACID特性: Atomic(原子性):一个事务要么成功,要么失败 Consistency(一致性):一致性代表了底层数据存储的完整性.事务执行前后数据库都必须处于一个合法的状态.什么才是一个合法的状态? 比如满足数据库的唯一性约束.数据类型验证.引用完整性

数据库事务隔离级别(转)

1.什么是事务,事务的特性是什么? 在数据库中事务是工作的逻辑单元,一个事务是由一个或多个完成一组的相关行为的SQL语句组成,通过事务机制确保这一组SQL语句所作的操作要么都成功执行,完成整个工作单元操作,要么一个也不执行. SQL92标准定义了数据库事务的四个特点: 原子性(Atomicity):一个事务里面所有包含的SQL语句是一个执行整体,不可分割,要么都做,要么都不做. 一致性(Consistency):事务开始时,数据库中的数据是一致的,事务结束时,数据库的数据也应该是一致的. 隔离性

隔离级别和MVCC

-----本文章为个人理解,如有疑问或错误欢迎留言并讨论----- 谢谢. 昨天去去哪儿网面试,老周和老赵问了很多问题,大多关于细节,其中就包括事务隔离级别和MVCC,由于准备不够充分,所以今天特地进行验证. 其中隔离级别中,比较让人难以理解的是repeatable read可重复读,和serializable串行读,下面依次进行试验,查看彼此区别. serializable隔离级别: session 1 session 2 mysql> show variables like '%iso%';

数据库事务隔离级别与锁

一.事务的4个基本特征     所谓事务是用户定义的一个数据库操作序列,这些操作要么全做要么全不做,是一个不可分割的工作单位.例如,在关系数据库中,一个事务可以是一条SQL语句.一组SQL语句或整个程序. 事务ACID特性. ACID就是:原子性(Atomicity ).一致性( Consistency ).隔离性或独立性( Isolation)和持久性(Durabilily). 事务和程序是两个概念.一般地讲,一个程序中包含多个事务.事务的开始与结束可以由用户显式控制.如果用户没有显式地定义事

4.事务提交过程,事务基本概念,Oracle中的事务生命周期,保存点savepoint,数据库的隔离级别

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