3.1 事务的特性

  • 原子性：一个事务中的操作要么全部完成，要么全部不完成。
  • 一致性：事务操作前和操作后，数据满足完整性约束，数据库保持一致性状态。
  • 隔离性：数据库允许多个并发事务的同时，防止多个事务并发时由于交叉执行而导致数据不一致。
  • 持久性：事务处理结束后，对数据的修改是永久的。

InnoDB通过redo log保证持久性，通过undo log保证原子性，隔离性通过MVCC机制或锁机制保证，一致性则通过持久性+原子性+隔离性来保证。

3.2 并发事务会引发什么问题

脏读

如果一个事务读到了另一个事务还没有提交的修改数据，就意味着发生了脏读。

不可重复度

在一次事务内多次读取同一个数据，如果出现两次读到的数据不一致的情况，就意味着发生了不可重复读现象。

幻读

在一个事务内多次查询某个符合查询条件的记录数量，如果出现前后两次查询到的记录数量不一致的情况，就意味着发生了幻读现象。

3.3 事务的隔离级别

  • 读未提交（*read uncommitted*），指一个事务还没提交时，它做的变更就能被其他事务看到；
  • 读提交（*read committed*），指一个事务提交之后，它做的变更才能被其他事务看到；
  • 可重复读（*repeatable read*），指一个事务执行过程中看到的数据，一直跟这个事务启动时看到的数据是一致的，MySQL InnoDB 引擎的默认隔离级别；
  • 串行化（*serializable* ）；会对记录加上读写锁，在多个事务对这条记录进行读写操作时，如果发生了读写冲突的时候，后访问的事务必须等前一个事务执行完成，才能继续执行；

MySQL InnoDB 引擎的默认隔离级别虽然是「可重复读」，但是它很大程度上避免幻读现象（并不是完全解决了：

  • 针对快照读（普通 select 语句），是通过 MVCC 方式解决了幻读，因为可重复读隔离级别下，事务执行过程中看到的数据，一直跟这个事务启动时看到的数据是一致的，即使中途有其他事务插入了一条数据，是查询不出来这条数据的，所以就很好了避免幻读问题。
  • 针对当前读（select … for update 等语句），是通过 next-key lock（记录锁+间隙锁）方式解决了幻读，因为当执行 select … for update 语句的时候，会加上 next-key lock，如果有其他事务在 next-key lock 锁范围内插入了一条记录，那么这个插入语句就会被阻塞，无法成功插入，所以就很好了避免幻读问题。

3.4 Read View在MVCC中如何工作？

Read View中的四个字段

  • m_ids ：指的是在创建 Read View 时，当前数据库中「活跃事务」的事务 id 列表，注意是一个列表，“活跃事务”指的就是，启动了但还没提交的事务。
  • min_trx_id ：指的是在创建 Read View 时，当前数据库中「活跃事务」中事务 id 最小的事务，也就是 m_ids 的最小值。
  • max_trx_id ：这个并不是 m_ids 的最大值，而是创建 Read View 时当前数据库中应该给下一个事务的 id 值，也就是全局事务中最大的事务 id 值 + 1；
  • creator_trx_id ：指的是创建该 Read View 的事务的事务 id。

聚簇索引记录的两个隐藏列

  • trx_id，当一个事务对某条聚簇索引记录进行改动时，就会把该事务的事务 id 记录在 trx_id 隐藏列里；
  • roll_pointer，每次对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把旧版本的记录写入到 undo 日志中，然后这个隐藏列是个指针，指向每一个旧版本记录，于是就可以通过它找到修改前的记录。

一个事务去访问记录时，除了自己更新的记录总是可见的之外：

  • 如果记录的trx_id值小于Read View中的min_trx_id值，则表示这个版本的记录是在创建Read View之前就已经提交的事务生成的，所以可见;
  • 如果记录的trx_id值大于等于Read View中的min_trx_id值，则表示这个版本记录是在创建Read View之后才启动的事务生成的，所以该版本记录对当前事务不可见;
  • 如果记录的trx_id值在Read View的min_trx_id和max_trx_id之间，需要判断trx_id是否在m_ids中：
    • 如果trx_id在m_ids中，表示生成该版本记录的活跃事务依然活跃，所以该版本记录不可见
    • 如果不在m_ids中，表示该版本记录的活跃事务已经被提交，所以该版本记录对当前事务可见.

这种通过「版本链」来控制并发事务访问同一个记录时的行为就叫 MVCC（多版本并发控制）。

3.5 可重复读是如何工作的

可重复读隔离级别是启动事务时生成一个 Read View，然后整个事务期间都在用这个 Read View。

3.6 读已提交是如何工作的

读提交隔离级别是在每次读取数据时，都会生成一个新的 Read View。

3.7 幻读现象

案例1

在可重复读隔离级别下，事务 A 第一次执行普通的 select 语句时生成了一个 ReadView，之后事务 B 向表中新插入了一条 id = 5 的记录并提交。接着，事务 A 对 id = 5 这条记录进行了更新操作，在这个时刻，这条新记录的 trx_id 隐藏列的值就变成了事务 A 的事务 id，之后事务 A 再使用普通 select 语句去查询这条记录时就可以看到这条记录了，于是就发生了幻读。

因为这种特殊现象的存在，所以我们认为 MySQL Innodb 中的 MVCC 并不能完全避免幻读现象。

案例2

  • T1 时刻：事务 A 先执行「快照读语句」：select * from t_test where id > 100 得到了 3 条记录。
  • T2 时刻：事务 B 往插入一个 id= 200 的记录并提交；
  • T3 时刻：事务 A 再执行「当前读语句」 select * from t_test where id > 100 for update 就会得到 4 条记录，此时也发生了幻读现象。

要避免这类特殊场景下发生幻读的现象的话，就是尽量在开启事务之后，马上执行 select … for update 这类当前读的语句，因为它会对记录加 next-key lock，从而避免其他事务插入一条新记录。

MySQL 可重复读隔离级别并没有彻底解决幻读，只是很大程度上避免了幻读现象的发生。