MySQL事務與併發

Max_Lyu發表於2020-04-30
 
很多程式設計師都學過MySQL,而且也會寫SQL語句。但僅僅會寫還遠遠不夠,在面試中以及在工作中,還必須要會事務和併發。

一、事務

事務是滿足 ACID 特性的操作,可以通過 Commit 提交事務,也可以使用 Rollback 進行回滾。
A(Atomicity)原子性:事務被視為不可分割的小單元,事務的所有操作要麼全部提交成功,要麼全部失敗回滾。
C(Consistency)一致性:資料庫在事務執行前後都保持一致性狀態。在一致性狀態下,所有事務對一個資料的讀取結果都是相同的。
I(Isolation)隔離性:事務之間的操作是相互隔離的。
D(Durability)永續性:一旦事務提交,則其所做的修改將會永遠儲存到資料庫中。

二、併發一致性

在併發環境下,容易造成併發一致性問題,導致隔離性被破壞。假設目前有兩個事務,分別命名為A和B,在併發環境下,容易出現以下問題。
丟失更新:A、B同時修改資料,A先,B後,A提交後B提交,B操作覆蓋了A的操作,導致A丟失更新。
讀髒資料:A修改資料,B讀取資料;隨後A撤銷操作,則B讀到髒資料。
不可重複讀:B讀取資料,A修改資料,B再次讀取資料,發現資料和第一次讀時不一致。
幻讀:A讀取了某個範圍的資料,B在此範圍內插入一條資料;A再次讀取,結果不一樣。

三、鎖

在併發環境下,為解決併發一致性問題保證事務的隔離性,可採取封鎖機制。當一個事務在進行操作時加鎖,限制另一個事務的操作。
一般而言,為保證效率,鎖的粒度不宜太大。在MySQL中,提供了行鎖表鎖
行鎖:事務A運算元據時,只封鎖被操作的行,事務B可以操作其他行的資料,併發程度高;
表鎖:事務A運算元據時,封鎖整個表,事務B要等A完成才能操作,併發度較低。
 
在讀寫方面資料庫鎖也分為讀鎖(共享鎖)寫鎖(排他鎖)
讀鎖:若事務A加了此鎖,A可以對資料進行讀取操作,但不能更新;其它事務也可以讀,但不能修改;
寫鎖:若事務A加了此鎖,A可以對資料進行讀和寫操作,其它事務不能讀寫,否則會阻塞。
 
上面所說的是悲觀鎖,MySQL中InnoDB也提供了樂觀鎖的實現——MVCC(多版本併發控制)。用通俗的方式解釋悲觀鎖和樂觀鎖大概是這樣:
悲觀鎖:認為每次操作都會修改資料,每次都在操作前上鎖;​
樂觀鎖:認為每次操作都不會修改資料,不上鎖,但是會記錄一個版本號或者時間戳,用來對比。
MVCC則是樂觀鎖的實現,它在每行記錄後面都儲存著兩個隱藏的列,用來儲存建立版本號刪除版本號

四、隔離級別

若鎖的操作要使用者自己控制,會比較複雜,因此資料庫管理系統提供了事務的隔離級別,使問題簡單化。MySQL的隔離級別有四種,分別是:未提交讀、已提交讀、可重複讀、可序列化。它們與併發一致性問題的關係如下表所示。MySQL預設隔離級別為:可重複讀
未提交讀:事務修改資料,即使未提交,其它事務依舊可見。
已提交讀:事務修改資料提交之前,其他事務不可見。
可重複讀:事務多次讀取資料的結果都一樣。
可序列化:解決了幻讀問題。

五、儲存引擎

說到資料庫的併發問題,就要提一下MySQL的儲存引擎。MySQL的儲存引擎有很多種,最常用的還是MyISAMInnoDB,它們的區別如下:
因此,一般在讀操作比較多的情況下,MyISAM的效率更高,因為相比於InnoDB,它維護的東西要少,比如版本號,索引資料等。
但是InnoDB支援事務,而且在併發環境下優勢顯著。至於如何選擇儲存引擎,應根據具體情況而定。

總結

本文講了資料庫的事務以及併發一致性問題,並且引申出解決辦法以及MySQL的儲存引擎。這些知識,對於絕大多數從事網際網路工作的人來說,是必須要掌握的,也是在面試中經常考察的點。
 

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