MySQL -- 事务隔离

1. 事务特性： ACID （Atomicity、Consistency、Isolation、Durability）
2. 如果多个 事务并发执行 时，就可能会出现 脏读 、 不可重复读 、 幻读 （phantom read）等问题
   • 解决方案： 隔离级别
   • 隔离级别越高，效率就会越低
3. SQL标准的事务隔离级别
   • READ-UNCOMMITTED
     • 一个事务还未提交时，它所做的变更能被别的事务看到
   • READ-COMMITTED
     • 一个事务提交之后，它所做的变更才会被其他事务看到
   • REPEATABLE-READ
     • 一个事务在执行过程中所看到的数据，总是跟这个事务在启动时看到的数据是一致的
     • 同样，在RR隔离级别下，未提交的变更对其他事务也是不可见的
   • SERIALIZABLE
     • 对同一行记录，写会加写锁，读会加读锁，锁级别是 行锁
     • 当出现读写锁冲突时，后访问的事务必须等前一个事务执行完成，才能继续执行
4. 默认隔离级别
   • Oracle：READ-COMMITTED
   • MySQL：REPEATABLE-READ

mysql> SHOW VARIABLES LIKE '%isolation%';
+---------------+-----------------+
| Variable_name | Value           |
+---------------+-----------------+
| tx_isolation  | REPEATABLE-READ |
+---------------+-----------------+

样例

mysql> create table T(c int) engine=InnoDB;
insert into T(c) values(1);

实现

1. 在实现上，数据库里面会创建一个 视图 （read-view），访问的时候会以视图的逻辑结果为准
2. REPEATABLE-READ的视图是在 事务启动时 创建的，整个事务存在期间都用这个视图
   • 事务启动：begin后的第一个 DML 语句， begin语句本身不会开启事务
3. READ-COMMITTED的视图在 每个 SQL 语句开始执行时 创建的
4. READ-UNCOMMITTED 没有视图概念 ，直接返回 记录上的最新值 （ 内存 ，InnoDB Buffer Pool）
5. SERIALIZABLE则直接用 加锁 （行锁）的方式来避免并行访问

RR隔离的实现

实际上，每条记录在 更新 的时候都会同时（ 在redolog和binlog提交之前 ）记录一条 回滚操作

记录上的最新值，通过回滚操作，都可以得到前一个状态的值

多版本

变更记录：1->2->3->4

1. 当前值为4，但在查询这条记录的时候， 不同时刻启动的事务会有不同的视图
2. 在视图A、B和C，这一个记录的值分别是1、2和4
3. 同一条记录在系统中可以存在多个版本，这就是 MVCC （ 多版本并发控制 ）
4. 对于视图A，要得到1，必须 将当前值依次执行图中的所有回滚操作
   • 这会存在一定的 性能开销
   • 这里的视图是 逻辑视图 ， 并不是快照
   • 这里的视图是InnoDB（ 存储引擎层 ）的read-view，也不是Server层都VIEW（虚表）
5. 即使此时有另外一个事务正在将4改成5，这个事务跟视图A、B和C所对应的事务并不冲突

删除回滚段

1. 当没有事务需要用到这些回滚段时 ，回滚段就会被删除
2. 不被事务所需要的回滚段： 比系统中最早视图还要早的回滚段

长事务

1. 长事务意味着系统里面存在 很老的事务视图
2. 长事务随时可能访问数据库里面的任何数据，在这个事务提交之前，它 可能用到的回滚段都必须保留
   • 因此这会导致 占用大量的存储空间
   • <= MySQL5.5，回滚段跟数据字典一起放在 ibdata 文件里，即使长事务最终提交，回滚段被清理， 文件也不会变小
3. RC隔离级别一般不会导致回滚段过长的问题

# 查询持续时间超过60s的事务
mysql> select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60;

事务的启动方式

1. 启动方式
   • 显式启动事务， begin(start transaction) + commit/rollback
   • set autocommit=0 + commit/rollback
     • set autocommit=0：关闭自动提交
     • 一些客户端框架会在默认连接成功后执行set autocommit=0，导致 接下来的查询都在事务中
     • 如果是 长连接 ，就会导致 意外的长事务
2. 推荐方式
   • set autocommit=1 + begin(start transaction) + commit/rollback
   • set autocommit=1 + begin(start transaction) + (commit and chain)/(rollback and chain)
     • 适用于频繁使用事务的业务
     • 省去再次执行begin语句的开销
     • 从程序开发的角度能够明确地知道每个语句是否处于事务中

避免长事务的方案

应用开发端

1. 确保 set autocommit=1 ，可以通过 general_log 来确认
2. 确认程序中是否有 不必要的只读事务
3. 业务连接数据库的时候，预估 每个语句执行的最长时间 （ max_execution_time ）

mysql> SHOW VARIABLES LIKE '%general_log%';
+------------------+-----------------------------------------------+
| Variable_name    | Value                                         |
+------------------+-----------------------------------------------+
| general_log      | OFF                                           |
| general_log_file | /data_db3/mysql/3323/data/ym_DB_12_100071.log |
+------------------+-----------------------------------------------+

# Introduced 5.7.8
# 0 -> disable
mysql> SHOW VARIABLES LIKE '%max_execution_time%';
+--------------------+-------+
| Variable_name      | Value |
+--------------------+-------+
| max_execution_time | 0     |
+--------------------+-------+

数据库端

1. 监控 information_schema.innodb_trx ，设置长事务阈值，告警或者Kill（工具：pt-kill）
2. 在业务功能的测试阶段要求输出所有的general_log，分析日志行为并提前发现问题

参考资料

《MySQL实战45讲》

转载请注明出处：http://zhongmingmao.me/2019/01/16/mysql-transaction-isolation/

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