三大關係型資料庫事務詳解之一:基本概念

来源:https://www.cnblogs.com/markkang/archive/2019/12/27/12052205.html
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一、基本概念 假設用戶A要從他的賬戶裡面給B轉賬1000元,那麼就需要兩步來實現,首先從A的賬號減去1000元,再給B賬號加1000元。這兩個步驟中,任何一步都不能少或者出錯,這兩步要麼都得到成功操作完成,要麼什麼都不做,中途出錯也要回滾到轉賬開始之前的狀態。這樣的一個過程就是我們經常說的事務。根據 ...


一、基本概念

  假設用戶A要從他的賬戶裡面給B轉賬1000元,那麼就需要兩步來實現,首先從A的賬號減去1000元,再給B賬號加1000元。這兩個步驟中,任何一步都不能少或者出錯,這兩步要麼都得到成功操作完成,要麼什麼都不做,中途出錯也要回滾到轉賬開始之前的狀態。這樣的一個過程就是我們經常說的事務。根據這個例子,下來我們就給事務定義如下:

  事務transaction)是為了保證數據的一致性和完整性,由一系列數據操作或指令組成的一個不可分割的邏輯單元,這些操作或指令要麼全都得到執行,要麼全都不執行。如果事務成功執行,則該事務中對所有數據所做的更改均會成為資料庫中持久性更改;如果事務執行過程中遇到錯誤,則所有執行的操作和更改均應得到取消,回滾到事務執行前的狀態。從定義看,事務應該滿足四個屬性,即ACID,也就是原子性、一致性、隔離性、持久性。

  • 原子性(Atomicity,或稱不可分割性):事務中的所有操作,要麼全部都成功執行,要麼全部都沒有執行完成。這種不可中斷的一系列操作就是原子性。轉賬過程中,A賬號減去1000元和B賬號加1000元,必須都得到執行,或者都不執行,否則都不符合邏輯和實際情況。

  • 一致性(Consistency):事務開始之前和事務完成以後,所有相關的數據狀態都會保持一致,不會使資料庫的完整性得到破壞。原子性會確保數據保持一致性,轉賬過程產生中斷,第一步執行了,第二步沒有執行,這個時候,只是A賬號少了1000元,而B賬號沒有加1000元,這個時候,數據就不一致了。

  • 隔離性(Isolation,又稱獨立性):資料庫中多個併發事務同時執行時,一個事務的執行不能受到其他事務的干擾,也就是說,一個事務內的操作和使用的數據對其他事務是隔離的,不會受到其他併發的事務影響。例如:事務查看數據所處的狀態,要麼是另一個併發事務的修改之前的狀態,要麼就是另一個事務修改之後的狀態,不會是中間狀態的數據。

  • 持久性(Durability):事務執行完後,對數據的修改就是永久的,即便系統出現故障,不會產生回滾,也不會影響到執行結果。

二、事務的運行模式

通常,事務以3種模式運行,他們分別是:自動提交事務、顯式事務和隱式事務。

1. 自動提交事務

每一條單獨的SQL語句都在其執行完成後進行自動提交事務,即執行 SQL 語句後就會馬上自動隱式執行 COMMIT 操作。如果出現錯誤,則進行事務回滾至之前狀態。

2. 顯式事務

通過指定事務開始語句來顯式開啟事務來作為開始,並由以提交命令或者回滾命令來提交或者回滾事務作為結束的一段代碼就是一個用戶定義的顯式事務。

3. 隱式事務

在隱式事務中,無需使用BEGIN TRANASACTION 來開啟事務,每個SQL語句第一次執行就會開啟一個事務,直到用COMMIT [TRANSACTION]來提交或者ROLLBACK [TRANSACTION]來回滾結束事務。

在ORACLE、MYSQL和SQL SERVER中,這幾種模式的開啟和關閉方式都有著自己不同的命令,具體命令請參見《關係型資料庫事務詳解之三:事務運行模式》

三、事務的運行狀態

事務在執行過程中有著不同的狀態:

1. 活動狀態

事務初始和執行時所處於的狀態。

2. 部分提交狀態

事務執行完最後一條語句,直到操作實際輸出全部從記憶體寫入到磁碟這一過程,處於部分提交狀態。

3. 提交狀態

事務對數據的更改全部寫入磁碟,並寫入相關事務日誌。事務就進入提交狀態。

4.失敗狀態

事務未正常執行完,事務就進入失敗狀態。這種狀態的事務必須回滾。

5. 終止狀態

事務進行了回滾,並且資料庫已經恢復到事務執行前的狀態。這個時候處於終止狀態。

四、事務的併發控制

資料庫允許多個事務可以同時併發執行。當多個事務同時執行操作同一個數據,會造成以下併發問題:臟讀、不可重覆讀和幻讀。

1. 臟讀 是指一個事務讀取到了另一個事務尚未提交的數據。

2. 不可重覆讀 是指受到其他事務更改數據的影響,一個事務多次讀到的同一個數據的值不一致。

3.幻讀 是指因為受到其他事務插入或者刪除操作的影響,一個事務讀到的兩次的數據記錄數目不一樣。

資料庫通過設置隔離級別來應對這幾種問題。事務的隔離級別分別4種,按級別從低到高依次是Read uncommitted 、Read committed 、Repeatable read 、Serializable 。

Read Uncommited 就是一個事務在其他事務還沒有提交更改時,可以讀取數據。這種級別,以上三種併發問題都會出現。

Read Committed 就是一個事務要等其他事務提交後才能讀取數據。在這種隔離級別下有可能發生不可重覆讀和幻讀。

Repeatable Read 就是在一個事務開始讀取數據時,不再允許其他事務有修改數據的操作。這種級別就不會發生不可重覆讀,只有可能出現幻讀。

serializable 就是所有的事務都是串列執行的,一個事務執行完了,再接著執行其它的事務。這樣可以解決以上說有併發問題,但是因為通過大量的加鎖來實現的,所以效率很低。


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