摘要:在软件开发领域,尤其是涉及数据库操作的项目中,数据的准确性与一致性至关重要。MySQL 作为广泛使用的关系型数据库管理系统,其事务机制成为确保数据可靠操作的核心功能。今天,就让我们深入探讨 MySQL 中事务相关操作的详细内容,帮助广大软件开发人员更好地驾驭这
在软件开发领域,尤其是涉及数据库操作的项目中,数据的准确性与一致性至关重要。MySQL 作为广泛使用的关系型数据库管理系统,其事务机制成为确保数据可靠操作的核心功能。今天,就让我们深入探讨 MySQL 中事务相关操作的详细内容,帮助广大软件开发人员更好地驾驭这一强大工具。
事务,简单来说,是逻辑上的一组操作,这些操作要么全部成功执行,要么全部失败回滚,是一个不可分割的整体。想象一下银行转账场景,从账户 A 向账户 B 转账一定金额,这涉及从 A 账户扣除金额以及向 B 账户增加金额两个操作。若这两个操作不能同时成功或失败,就会导致数据不一致,比如 A 账户钱扣了但 B 账户未收到,这显然是不可接受的。而事务,正是将这两个操作组合在一起,保证它们的原子性,从而维护数据的一致性。
原子性(Atomicity)
事务是最小的执行单位,不允许分割。以转账为例,不可能只完成从 A 账户扣款,却不增加 B 账户的金额。当事务执行过程中出现错误,所有已执行的操作都会被回滚,就如同这个事务从未执行过一样。在 MySQL 的 InnoDB 存储引擎中,原子性通过 undo log 来实现。当事务对数据库进行修改时,InnoDB 会生成 undo log;若事务执行失败或回滚,就利用 undo log 中的信息将数据恢复到修改前的状态。
一致性(Consistency)
执行事务的前后,数据要保持一致状态。这不仅依赖于数据库层面的保障,也需要应用层面的配合。例如在库存管理系统中,商品的总库存数量在进行出库或入库事务前后,必须符合业务规则。比如,出库数量不能大于现有库存,否则数据就处于不一致状态。
隔离性(Isolation)
当多个事务并发访问数据库时,一个用户的事务不应该被其他事务所干扰,各并发事务之间数据库是独立的。MySQL 提供了不同的隔离级别来控制事务之间的隔离程度:
读未提交(Read UnCOMMITted):最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更。这种级别可能会导致脏读(读取到其他事务未提交的数据)、不可重复读(同一次事务中前后查询结果不一致)和幻读(事务执行过程中,前后查询的数据量发生变化)等问题。读已提交(Read Committed):只允许读取并发事务已经提交的数据,可以避免脏读,但仍可能出现不可重复读和幻读问题。可重复读(Repeatable Read):MySQL 中 InnoDB 存储引擎的默认隔离级别,保证在同一个事务中,对同一字段多次读取的结果都是一致的,除非本事务对其进行了修改。该级别可以避免脏读和不可重复读,但在某些情况下仍可能出现幻读。串行化(SERIALIZABLE):最高的隔离级别,所有事务依次执行(串行执行),可以完全避免脏读、不可重复读和幻读问题,但由于是串行执行,并发性能较低。持久性(Durability)
一个事务被提交后,它对数据库中数据的改变是持久的,即使数据库发生故障也不应该对其有影响。InnoDB 通过 redo log 来实现持久性,当数据被修改时,除了修改内存中的数据,还会在 redo log 中记录这次操作。事务提交时,会调用 fsync 接口对 redo log 进行刷盘。这样,如果 MySQL 宕机,重启时可以读取 redo log 中的数据,对数据库进行恢复。
自动提交:MySQL 默认每一条 DML(数据操作语言,如 INSERT、UPDATE、DELETE)语句都是一个单独的事务,即自动提交。可以通过show variables like ‘autocommit’;查看 autocommit 的状态,set autocommit=1;设置为自动提交(1 表示开启,0 表示关闭)。手动提交:使用START transaction或BEGIN命令显式开启一个事务,然后执行一系列相关的 SQL 语句。如果所有操作都成功,使用COMMIT命令提交事务,使得对数据库的修改成为永久性;如果在执行过程中出现错误,则使用ROLLBACK命令回滚事务,撤销正在进行的所有未提交的修改。在手动提交事务中,还可以使用SAVEPOINT命令创建保存点,方便将事务回滚到指定的保存点,语法为SAVEPOINT savepoint_name;,回滚到保存点使用ROLLBACK TO SAVEPOINT savepoint_name; 。查看和设置隔离级别
查看隔离级别:在 MySQL 5.7 及之前版本,可以使用SELECT @@tx_isolation;查看当前会话的隔离级别;在 MySQL 8.0 中,使用SELECT @@transaction_isolation; 。设置隔离级别:设置全局隔离级别使用SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL 隔离级别; ,设置当前会话隔离级别使用SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL 隔离级别; ,其中 “隔离级别” 可以是READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ、SERIALIZABLE中的一种。需要注意的是,设置全局隔离级别后,新创建的会话会采用新的隔离级别,而已经存在的会话不受影响;设置当前会话隔离级别只对当前会话有效。脏读:一个事务读取到另一个事务未提交的数据。例如,事务 A 修改了某条数据但还未提交,此时事务 B 读取了这条被修改但未提交的数据,若事务 A 回滚,事务 B 读取的数据就是无效的。读已提交及以上的隔离级别可以解决脏读问题。不可重复读:在一个事务中,先查询某条记录的某个字段值,之后在事务未结束前,其他事务修改并提交了该记录,再次查询时得到的结果与第一次不同。可重复读及串行化隔离级别可以避免不可重复读问题。幻读:在一次事务中前后数据量发生变化,通常发生在范围查询时。例如事务 A 查询满足某条件的一批数据,在事务 A 未结束时,其他事务插入了满足该条件的新数据,当事务 A 再次进行相同的范围查询时,结果中就多了新插入的数据。串行化隔离级别可以彻底解决幻读问题,可重复读隔离级别在一些情况下也能减少幻读的发生。MVCC 是一种用来解决读 - 写冲突的无锁并发控制机制,能提高数据库并发读写的性能,同时还可以解决脏读、幻读、不可重复读等事务隔离问题。在并发读写数据库时,快照读(不加锁的 select 操作)不用阻塞写操作,写操作也不用阻塞读操作。MVCC 的实现依赖于隐藏字段(如DB_ROW_ID、DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR和DELETED_BIT )、undo log 以及 Read View。通过这些要素,MVCC 能够在保证数据一致性的同时,提升数据库的并发处理能力。
掌握 MySQL 中的事务相关操作,对于软件开发人员构建可靠、高效的数据库应用至关重要。无论是处理金融交易、订单系统,还是数据迁移等场景,合理运用事务机制,都能确保数据的准确性与完整性,为应用的稳定运行奠定坚实基础。希望本文能帮助各位开发者更好地理解和运用 MySQL 事务,在项目开发中发挥出其最大效能。
来源:从程序员到架构师一点号