MySQL存储过程之事务管理

ACID:Atomic、Consistent、Isolated、Durable
存储程序提供了一个绝佳的机制来定义、封装和管理事务。

1，MySQL的事务支持
MySQL的事务支持不是绑定在MySQL服务器本身，而是与存储引擎相关：
Java代码

1        
MyISAM：不支持事务，用于只读程序提高性能

2        
InnoDB：支持ACID事务、行级锁、并发

3        
Berkeley DB：支持事务

隔离级别：
隔离级别决定了一个session中的事务可能对另一个session的影响、并发session对数据库的操作、一个session中所见数据的一致性
ANSI标准定义了4个隔离级别，MySQL的InnoDB都支持：

Java代码

4        
READ UNCOMMITTED：最低级别的隔离，通常又称为dirty read，它允许一个事务读取还没commit的数据，这样可能会提高性能，但是dirty read可能不是我们想要的

5        
READ COMMITTED：在一个事务中只允许已经commit的记录可见，如果session中select还在查询中，另一session此时insert一条记录，则新添加的数据不可见

6        
REPEATABLE READ：在一个事务开始后，其他session对数据库的修改在本事务中不可见，直到本事务commit或rollback。在一个事务中重复select的结果一样，除非本事务中update数据库。

7        
SERIALIZABLE：最高级别的隔离，只允许事务串行执行。为了达到此目的，数据库会锁住每行已经读取的记录，其他session不能修改数据直到前一事务结束，事务commit或取消时才释放锁。

可以使用如下语句设置MySQL的session隔离级别：

Java代码

8        
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ
COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE}

MySQL默认的隔离级别是REPEATABLE READ，在设置隔离级别为READ UNCOMMITTED或SERIALIZABLE时要小心，READ UNCOMMITTED会导致数据完整性的严重问题，而SERIALIZABLE会导致性能问题并增加死锁的机率

事务管理语句：

Java代码

9        
START TRANSACTION：开始事务，autocommit设为0，如果已经有一个事务在运行，则会触发一个隐藏的COMMIT

10    
COMMIT：提交事务，保存更改，释放锁

11    
ROLLBACK：回滚本事务对数据库的所有更改，然后结束事务，释放锁

12    
SAVEPOINT savepoint_name：创建一个savepoint识别符来ROLLBACK TO SAVEPOINT

13    
ROLLBACK TO SAVEPOINT savepoint_name：回滚到从savepoint_name开始对数据库的所有更改，这样就允许回滚事务中的一部分，保证更改的一个子集被提交

14    
SET TRANSACTION：允许设置事务的隔离级别

15    
LOCK TABLES：允许显式的锁住一个或多个table，会隐式的关闭当前打开的事务，建议在执行LOCK TABLES语句之前显式的commit或rollback。我们一般所以一般在事务代码里不会使用LOCK TABLES

2，定义事务
MySQL默认的行为是在每条SQL语句执行后执行一个COMMIT语句，从而有效的将每条语句独立为一个事务。
在复杂的应用场景下这种方式就不能满足需求了。
为了打开事务，允许在COMMIT和ROLLBACK之前多条语句被执行，我们需要做以下两步：
1, 设置MySQL的autocommit属性为0，默认为1
2，使用START TRANSACTION语句显式的打开一个事务

如果已经打开一个事务，则SET autocommit=0不会起作用，因为START TRANSACTION会隐式的提交session中所有当前的更改，结束已有的事务，并打开一个新的事务。

使用SET AUTOCOMMIT语句的存储过程例子：

Java代码

16    
CREATE PROCEDURE tfer_funds

17    
    (from_account int, to_account int, tfer_amount numeric(10,2))

18    
BEGIN

19    
    SET autocommit=0;

20

21    
    UPDATE account_balance
SET balance=balance-tfer_amount WHERE account_id=from_account;

22

23    
    UPDATE
account_balance SET balance=balance+tfer_amount WHERE
account_id=to_account;

24

25    
    COMMIT;

26    
END;

使用START TRANSACITON打开事务的例子：

Java代码

27    
CREATE PROCEDURE tfer_funds

28    
    (from_account int, to_account int, tfer_amount numeric(10,2))

29    
BEGIN

30    
    START
TRANSACTION;

31

32    
    UPDATE
account_balance SET balance=balance-tfer_amount WHERE
account_id=from_account;

33

34    
    UPDATE
account_balance SET balance=balance+tfer_amount WHERE
account_id=to_account;

35

36    
    COMMIT;

37    
END;

通常COMMIT或ROLLBACK语句执行时才完成一个事务，但是有些DDL语句等会隐式触发COMMIT，所以应该在事务中尽可能少用或注意一下：

Java代码

38    
ALTER FUNCTION

39    
ALTER PROCEDURE

40    
ALTER TABLE

41    
BEGIN

42    
CREATE DATABASE

43    
CREATE FUNCTION

44    
CREATE INDEX

45    
CREATE PROCEDURE

46    
CREATE TABLE

47    
DROP DATABASE

48    
DROP FUNCTION

49    
DROP INDEX

50    
DROP PROCEDURE

51    
DROP TABLE

52    
UNLOCK TABLES

53    
LOAD MASTER DATA

54    
LOCK TABLES

55    
RENAME TABLE

56    
TRUNCATE TABLE

57    
SET AUTOCOMMIT=1

58    
START TRANSACTION

3，使用Savepoint
使用savepoint回滚难免有些性能消耗，一般可以用IF改写
savepoint的良好使用的场景之一是“嵌套事务”，你可能希望程序执行一个小的事务，但是不希望回滚外面更大的事务：

Java代码

59    
CREATE PROCEDURE nested_tfer_funds

60    
    (in_from_acct   INTEGER,

61    
     in_to_acct     INTEGER,

62    
     in_tfer_amount
DECIMAL(8,2))

63    
BEGIN

64    
    DECLARE txn_error
INTEGER DEFAULT 0;

65

66    
    DECLARE CONTINUE
HANDLER FOR SQLEXCEPTION BEGIN

67    
        SET
txn_error=1;

68    
    END

69

70    
    SAVEPINT
savepint_tfer;

71

72    
    UPDATE
account_balance

73    
       SET
balance=balance-in_tfer_amount

74    
     WHERE
account_id=in_from_acct;

75

76    
    IF txn_error
THEN

77    
        ROLLBACK TO
savepoint_tfer;

78    
        SELECT ‘Transfer aborted‘;

79    
    ELSE

80    
        UPDATE
account_balance

81    
           SET
balance=balance+in_tfer_amount

82    
         WHERE
account_id=in_to_acct;

83

84    
        IF txn_error
THEN

85    
            ROLLBACK
TO savepoint_tfer;

86    
            SELECT ‘Transfer aborted‘;

87

88    
        END IF:

89    
    END IF;

90    
END;

4，事务和锁
事务的ACID属性只能通过限制数据库的同步更改来实现，从而通过对修改数据加锁来实现。
直到事务触发COMMIT或ROLLBACK语句时锁才释放。
缺点是后面的事务必须等前面的事务完成才能开始执行，吞吐量随着等待锁释放的时间增长而递减。
MySQL/InnoDB通过行级锁来最小化锁竞争。这样修改同一table里其他行的数据没有限制，而且读数据可以始终没有等待。
可以在SELECT语句里使用FOR
UPDATE或LOCK IN SHARE MODE语句来加上行级锁

Java代码

91    
SELECT select_statement options [FOR UPDATE|LOCK IN SHARE
MODE]

FOR UPDATE会锁住该SELECT语句返回的行，其他SELECT和DML语句必须等待该SELECT语句所在的事务完成
LOCK IN SHARE MODE同FOR UPDATE，但是允许其他session的SELECT语句执行并允许获取SHARE MODE锁

死锁：
死锁发生于两个事务相互等待彼此释放锁的情景
当MySQL/InnoDB检查到死锁时，它会强制一个事务rollback并触发一条错误消息
对InnoDB而言，所选择的rollback的事务是完成工作最少的事务（所修改的行最少）

Java代码

92    
mysql > CALL tfer_funds(1,2,300);

93    
ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction

死锁在任何数据库系统里都可能发生，但是对MySQL/InnoDB这种行级锁数据库而言可能性相对较少。
可以通过使用一致的顺序来锁row或table以及让事务保持尽可能短来减少死锁的频率。
如果死锁不容易debug，你可以向你的程序中添加一些逻辑来处理死锁并重试事务，但这部分代码多了以后很难维护
所以，比较好的避免死锁的方式是在做任何修改之前按一定的顺序添加行级锁，这样就能避免死锁:

Java代码

94    
CREATE PROCEDURE tfer_funds3

95    
    (from_account
INT, to_account INT, tfer_amount NUMERIC(10,2))

96    
BEGIN

97    
    DECLARE
local_account_id INT;

98    
    DECLARE
lock_cursor CURSOR FOR

99    
        SELECT
account_id

100 
          FROM
account_balance

101 
         WHERE
account_id IN (from_account, to_account)

102 
         ORDER BY
account_id

103 
           FOR
UPDATE;

104

105 
    START
TRANSACTION;

106

107 
    OPEN
lock_cursor;

108 
    FETCH lock_cursor
INTO local_account_id;

109

110 
    UPDATE account_balance

111 
       SET
balance=balance-tfer_amount

112 
     WHERE
account_id=from_account;

113

114 
    UPDATE
account_balance

115 
       SET
balance=balance+tfer_amount

116 
     WHERE
account_id=to_account;

117

118 
    CLOSE
lock_cursor;

119

120 
    COMMIT;

121 
END;

设置死锁ttl: innodb_lock_wait_timeout，默认为50秒
如果你在一个事务中混合使用InnoDB和非InnoDB表，则MySQL不能检测到死锁，此时会抛出“lock wait timeuot”1205错误

乐观所和悲观锁策略：
悲观锁：在读取数据时锁住那几行，其他对这几行的更新需要等到悲观锁结束时才能继续
乐观所：读取数据时不锁，更新时检查是否数据已经被更新过，如果是则取消当前更新
一般在悲观锁的等待时间过长而不能接受时我们才会选择乐观锁
悲观锁的例子：

Java代码

122 
CREATE PROCEDURE tfer_funds

123 
       (from_account
INT, to_account INT,tfer_amount NUMERIC(10,2),

124 
        OUT status
INT, OUT message VARCHAR(30))

125 
BEGIN

126 
    DECLARE
from_account_balance NUMERIC(10,2);

127

128 
    START
TRANSACTION;

129

130

131 
    SELECT balance

132 
      INTO
from_account_balance

133 
      FROM
account_balance

134 
     WHERE
account_id=from_account

135 
       FOR
UPDATE;

136

137 
    IF
from_account_balance>=tfer_amount THEN

138

139 
         UPDATE
account_balance

140 
            SET
balance=balance-tfer_amount

141 
          WHERE
account_id=from_account;

142

143 
         UPDATE
account_balance

144 
            SET
balance=balance+tfer_amount

145 
          WHERE
account_id=to_account;

146 
         COMMIT;

147

148 
         SET status=0;

149 
         SET message=‘OK‘;

150 
    ELSE

151 
         ROLLBACK;

152 
         SET status=-1;

153 
         SET message=‘Insufficient funds‘;

154 
    END IF;

155 
END;

乐观锁的例子：

Java代码

156 
CREATE PROCEDURE tfer_funds

157 
    (from_account
INT, to_account INT, tfer_amount NUMERIC(10,2),

158 
        OUT status
INT, OUT message VARCHAR(30) )

159

160 
BEGIN

161

162 
    DECLARE
from_account_balance    NUMERIC(8,2);

163 
    DECLARE
from_account_balance2   NUMERIC(8,2);

164 
    DECLARE
from_account_timestamp1 TIMESTAMP;

165 
    DECLARE
from_account_timestamp2 TIMESTAMP;

166

167 
    SELECT
account_timestamp,balance

168 
        INTO
from_account_timestamp1,from_account_balance

169 
            FROM
account_balance

170 
            WHERE
account_id=from_account;

171

172 
    IF
(from_account_balance>=tfer_amount) THEN

173

174 
        -- Here we
perform some long running validation that

175 
        -- might take
a few minutes */

176 
        CALL
long_running_validation(from_account);

177

178 
        START
TRANSACTION;

179

180 
        -- Make sure
the account row has not been updated since

181 
        -- our
initial check

182 
        SELECT
account_timestamp, balance

183 
            INTO
from_account_timestamp2,from_account_balance2

184 
            FROM
account_balance

185 
            WHERE
account_id=from_account

186 
            FOR
UPDATE;

187

188 
        IF
(from_account_timestamp1 <> from_account_timestamp2 OR

189 
            from_account_balance    <> from_account_balance2)  THEN

190 
            ROLLBACK;

191 
            SET
status=-1;

192 
            SET
message=CONCAT("Transaction
cancelled due to concurrent update",

193 
                " of account"  ,from_account);

194 
        ELSE

195 
            UPDATE
account_balance

196 
                SET
balance=balance-tfer_amount

197 
                WHERE
account_id=from_account;

198

199 
            UPDATE
account_balance

200 
                SET
balance=balance+tfer_amount

201 
                WHERE
account_id=to_account;

202

203 
            COMMIT;

204

205 
            SET
status=0;

206 
            SET
message="OK";

207 
        END IF;

208

209 
    ELSE

210 
        ROLLBACK;

211 
        SET status=-1;

212 
        SET message="Insufficient funds";

213 
    END IF;

214 
END$$

5，事务设计指南

Java代码

215 
1，保持事务短小

216 
2，尽量避免事务中rollback

217 
3，尽量避免savepoint

218 
4，默认情况下，依赖于悲观锁

219 
5，为吞吐量要求苛刻的事务考虑乐观锁

220 
6，显示声明打开事务

221 
7，锁的行越少越好，锁的时间越短越好

时间： 2024-10-07 09:09:39

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