MySQL ACID及四种隔离级别的解释

以下内容出自《高性能MySQL》第三版,了解事务的ACID及四种隔离级有助于我们更好的理解事务运作。

下面举一个银行应用是解释事务必要性的一个经典例子。假如一个银行的数据库有两张表:支票表(checking)和储蓄表(savings)。现在要从用户Jane的支票账户转移200美元到她的储蓄账户,那么至少需要三个步骤:

1、检查支票账户的余额高于或者等于200美元。

2、从支票账户余额中减去200美元。

3、在储蓄帐户余额中增加200美元。

上述三个步骤的操作必须打包在一个事务中,任何一个步骤失败,则必须回滚所有的步骤。

 

可以用START TRANSACTION语句开始一个事务,然后要么使用COMMIT提交将修改的数据持久保存,要么使用ROLLBACK撤销所有的修改。事务SQL的样本如下:

1. start transaction;

2. select balance from checking where customer_id = 10233276;

3. update checking set balance = balance - 200.00 where customer_id = 10233276;

4. update savings set balance = balance + 200.00 where customer_id = 10233276;

5. commit;

 

ACID表示原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)和持久性(durability)。一个很好的事务处理系统,必须具备这些标准特性:

 

原子性(atomicity)

  一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元,整个事务中的所有操作要么全部提交成功,要么全部失败回滚,对于一个事务来说,不可能只执行其中的一部分操作,这就是事务的原子性

一致性(consistency)

     数据库总是从一个一致性的状态转换到另一个一致性的状态。(在前面的例子中,一致性确保了,即使在执行第三、四条语句之间时系统崩溃,支票账户中也不会损失200美元,因为事务最终没有提交,所以事务中所做的修改也不会保存到数据库中。)

隔离性(isolation)

     通常来说,一个事务所做的修改在最终提交以前,对其他事务是不可见的。(在前面的例子中,当执行完第三条语句、第四条语句还未开始时,此时有另外的一个账户汇总程序开始运行,则其看到支票帐户的余额并没有被减去200美元。)

持久性(durability)

  一旦事务提交,则其所做的修改不会永久保存到数据库。(此时即使系统崩溃,修改的数据也不会丢失。持久性是个有占模糊的概念,因为实际上持久性也分很多不同的级别。有些持久性策略能够提供非常强的安全保障,而有些则未必,而且不可能有能做到100%的持久性保证的策略。)

 

隔离级别:

READ UNCOMMITTED(未提交读)

  在READ UNCOMMITTED级别,事务中的修改,即使没有提交,对其他事务也都是可见的。事务可以读取未提交的数据,这也被称为脏读(Dirty Read)。这个级别会导致很多问题,从性能上来说,READ UNCOMMITTED不会比其他的级别好太多,但却缺乏其他级别的很多好处,除非真的有非常必要的理由,在实际应用中一般很少使用。

READ COMMITTED(提交读)

  大多数数据库系统的默认隔离级别都是READ COMMTTED(但MySQL不是)。READ COMMITTED满足前面提到的隔离性的简单定义:一个事务开始时,只能"看见"已经提交的事务所做的修改。换句话说,一个事务从开始直到提交之前,所做的任何修改对其他事务都是不可见的。这个级别有时候叫做不可重复读(nonrepeatble read),因为两次执行同样的查询,可能会得到不一样的结果

REPEATABLE READ(可重复读)

  REPEATABLE READ解决了脏读的问题。该隔离级别保证了在同一个事务中多次读取同样记录结果是一致的。但是理论上,可重复读隔离级别还是无法解决另外一个幻读(Phantom Read)的问题。所谓幻读,指的是当某个事务在读取某个范围内的记录时,另一个事务又在该范围内插入了新的记录,当之前的事务再次读取该范围的记录时,会产生幻行(Phantom Row)。InnoDB和XtraDB存储引擎通过多版本并发控制(MVCC,Multiversion Concurrency Control)解决了幻读的问题。

SERIALIZABLE(可串行化)

  SERIALIZABLE是最高的隔离级别。它通过强制事务串行执行,避免了前面说的幻读的问题。简单来说,SERIALIZABLE会在读取每一行数据都加锁,所以可能导致大量的超时和锁争用问题。实际应用中也很少用到这个隔离级别,只有在非常需要确保数据的一致性而且可以接受没有并发的情况下,才考虑采用该级别。

打钩说明该隔离级别还存在这种情况,打X代表该隔离级别已经解决了这种情况:

 

 


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