一、什么是事務(wù)喳魏？

數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)（簡(jiǎn)稱：事務(wù)）是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)執(zhí)行過程中的一個(gè)邏輯單位棉浸，由一個(gè)有限的數(shù)據(jù)庫(kù)操作序列構(gòu)成〈滩剩——?維基百科

好吧迷郑，你沒怎么看明白？對(duì)于應(yīng)用程序來說创倔，事務(wù)就是一系列對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀或?qū)懙牟僮魑撕Γ诒疚闹校岩粋€(gè)讀或者寫操作稱為事務(wù)單元畦攘。同一時(shí)刻霸妹，可能有多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)向數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送讀寫請(qǐng)求，所以對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（如：MySQL知押、Oracle等）來說叹螟，一個(gè)事務(wù)包含一系列事務(wù)單元鹃骂。

舉個(gè)栗子，Bob向Smith轉(zhuǎn)賬100塊這樣一個(gè)動(dòng)作罢绽，包含多個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫操作畏线，我們把這一系列操作稱為一個(gè)事務(wù)，具體操作如下表所示良价。

Bob向Smith轉(zhuǎn)賬的整個(gè)流程

只要是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)操作就是一個(gè)事務(wù)單元寝殴，事務(wù)單元也并非只有讀寫操作，建立索引棚壁、刪除表等等都是事務(wù)單元杯矩，例如下面對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作都是事務(wù)單元栈虚。

商品表要建立一個(gè)基于某列的索引

從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取一行記錄

想數(shù)據(jù)庫(kù)中寫入一行記錄袖外，同時(shí)更新這行記錄

刪除整張表

......

二、事務(wù)的原子性（Atomicity）

事務(wù)作為一個(gè)整體被執(zhí)行魂务，包含在其中的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作要么全部被執(zhí)行曼验，要么都不執(zhí)行。

還是以Bob向Smith轉(zhuǎn)賬100塊錢為例粘姜，整個(gè)事務(wù)包含如下操作：

轉(zhuǎn)賬操作

A鬓照，B，C3個(gè)操作孤紧，要么全部成功豺裆，要么全部失敗『畔裕可以看到臭猜，如果能夠保證這點(diǎn)，那么對(duì)于上層的應(yīng)用程序就不再需要去做各種中間狀態(tài)的維持工作押蚤，而只要關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯即可蔑歌。比如在C操作開始之前，發(fā)現(xiàn)Smith的賬戶被鎖定了無法進(jìn)行加款操作揽碘，那么數(shù)據(jù)庫(kù)能夠自動(dòng)的將A和B兩個(gè)操作進(jìn)行回滾次屠，從讓上層的應(yīng)用程序只關(guān)注具體的業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)，而不需要關(guān)注事務(wù)本身的實(shí)現(xiàn)流程雳刺。

2.1劫灶、數(shù)據(jù)庫(kù)如何實(shí)現(xiàn)原子性？

實(shí)現(xiàn)原子性的核心是要記錄下每一個(gè)變更的中間狀態(tài)或者是記錄變更的具體過程掖桦。這樣我們就可以在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)本昏，直接把老數(shù)據(jù)替換回去，從而實(shí)現(xiàn)回滾操作滞详，保證原子性凛俱。

以轉(zhuǎn)賬的實(shí)例進(jìn)行細(xì)節(jié)分析紊馏，在執(zhí)行A之前，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)大概是這樣（version1）：

執(zhí)行A操作：檢查Bob賬戶是否有100塊蒲犬，執(zhí)行的SQL：select money from T where pk=1朱监，一個(gè)簡(jiǎn)單的查詢操作并不涉及對(duì)數(shù)據(jù)的修改，因此不會(huì)記錄變更數(shù)據(jù)原叮。

執(zhí)行B操作：Bob賬戶減去100塊赫编，執(zhí)行SQL：update T set money=money-100 where pk=1，執(zhí)行完這個(gè)操作奋隶，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該是這樣（version2）

注：除了當(dāng)前運(yùn)行事務(wù)的這個(gè)進(jìn)程擂送，其他的進(jìn)程只要不是在讀未提交狀態(tài)，完全看不見這些中間狀態(tài)

接著執(zhí)行C操作唯欣，突然發(fā)現(xiàn)Smith的賬戶出現(xiàn)未知異常嘹吨，導(dǎo)致加款的操作無法進(jìn)行，那么整個(gè)事務(wù)單元執(zhí)行失敗境氢，需要回滾前面的操作蟀拷，由于A操作不涉及數(shù)據(jù)的修改，因此只需要回滾B操作萍聊。要回滾B操作问芬，就需要知道PK=1這一行在version1版本時(shí)的數(shù)據(jù)：money=100，在回滾時(shí)用version1版本的記錄替換當(dāng)前版本（version2）據(jù)即可寿桨。

2.2此衅、那數(shù)據(jù)庫(kù)是如何實(shí)現(xiàn)回滾的呢？

首先要明確的是回滾必須按照順序進(jìn)行亭螟，否則會(huì)出現(xiàn)不符合預(yù)期的情況挡鞍。

這個(gè)很容易理解，如果兩條update語句按照不同的順序執(zhí)行媒佣，那么其結(jié)果肯定不一致匕累，同理，如果回滾時(shí)默伍，不按照?qǐng)?zhí)行順序的反序執(zhí)行欢嘿，那么回滾的結(jié)果也肯定不一致。所以我們必須讓回滾本身按照?qǐng)?zhí)行順序的反序執(zhí)行也糊。一般而言炼蹦，實(shí)現(xiàn)方式就是把數(shù)據(jù)按照順序記錄到文件里，然后將這個(gè)文件按照FILO（先入后出）的方式讀取出來狸剃，這樣可以保證按照?qǐng)?zhí)行序列的反序來回滾了掐隐。

除了記錄中間狀態(tài)的數(shù)據(jù)外，回滾還要考慮的一個(gè)重要因素：并發(fā)。

如果數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)將所有針對(duì)他的讀寫請(qǐng)求都按照順序執(zhí)行虑省，那么完全不用考慮并發(fā)因素匿刮，回滾也可以很簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)。但系統(tǒng)需要更高效的利用CPU和各種物理資源探颈，且很多數(shù)據(jù)在物理上就是需要被共享的熟丸。所以，處理并發(fā)和同步就成了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)必須面對(duì)的實(shí)際問題伪节。

如果進(jìn)行不恰當(dāng)?shù)牟l(fā)處理光羞，那么多線程執(zhí)行回滾操作會(huì)導(dǎo)致最終數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)亂，比如A進(jìn)程優(yōu)先進(jìn)行了兩個(gè)操作并記錄了回滾段怀大，B進(jìn)程緊接著進(jìn)行了一個(gè)操作并記錄了回滾段纱兑，這時(shí)候A進(jìn)程要回滾，那么他用自己記錄的回滾中間狀態(tài)恢復(fù)了數(shù)據(jù)化借，然而B也要進(jìn)行回滾潜慎，就會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)本身已經(jīng)無法回滾到最初的狀態(tài)去了。

如果要切實(shí)的解決這個(gè)問題屏鳍，我們只能把每個(gè)事務(wù)所影響的數(shù)據(jù)全部都加上鎖勘纯，這樣，在這個(gè)事務(wù)沒有完成之前钓瞭，其他進(jìn)程不能進(jìn)入到這些加鎖的數(shù)據(jù)中對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。從而保證了盡可能細(xì)顆粒度的并發(fā)控制淫奔，同時(shí)也解決了回滾中會(huì)出現(xiàn)的回滾時(shí)序沖突問題山涡。

當(dāng)然這種方式的代價(jià)就是回滾隱含了對(duì)事務(wù)鎖的要求，而事務(wù)只要加鎖唆迁，就存在對(duì)加鎖數(shù)據(jù)的讀寫請(qǐng)求鸭丛，就需要等待，進(jìn)而降低并發(fā)性能唐责。

三鳞溉、事務(wù)的一致性(Consistency)

事務(wù)應(yīng)確保數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)從一個(gè)一致狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)一致狀態(tài)。

怎么理解這句話鼠哥？還是以轉(zhuǎn)賬的示例來說明熟菲，在整個(gè)轉(zhuǎn)賬的事務(wù)單元中，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)有3個(gè)版本：

A操作(查詢)后得到version1：Bob=100朴恳，Smith=0

undo日志：無

B操作(減款)后得到version2：Bob=0抄罕，Smith=0

undo日志：Bob=100，Smith=0

C操作(加款)后得到version3：Bob=0于颖，Smith=100

undo日志：Bob=0呆贿，Smith=0

其中version1是初始的一致狀態(tài)，version3是最終的一致狀態(tài)森渐，version2為中間狀態(tài)做入，一致性要保證的是應(yīng)用程序只能看到初始的一致狀態(tài)或者最終的一致狀態(tài)冒晰，而不能看見中間狀態(tài)。

這里我們需要注意一致性和原子性的區(qū)別竟块。

原子性的語義只保證數(shù)據(jù)庫(kù)記錄了回滾段翩剪，如上面的undo日志，它可以保證在事務(wù)單元執(zhí)行出現(xiàn)異常時(shí)彩郊，可根據(jù)回滾段(undo日志)回滾到之前的版本前弯。

而一致性則保證上層應(yīng)用程序不看到中間狀態(tài)，雖然原子性和一致性經(jīng)常一起出現(xiàn)秫逝，但它們沒有任何必然的聯(lián)系恕出。原子性只保證整個(gè)事務(wù)單元那么全部執(zhí)行成功，要么全部執(zhí)行失敗违帆。它不保證你看不到中間狀態(tài)浙巫。我舉個(gè)簡(jiǎn)單的栗子說明。

原子性與一致性區(qū)別示意圖

現(xiàn)在請(qǐng)只考慮原子性的語義刷后，線程1執(zhí)行Bob向Smith轉(zhuǎn)賬100塊的畴，線程2執(zhí)行向Smith賬戶加款200塊。線程1和線程2同時(shí)執(zhí)行到向Smith轉(zhuǎn)賬尝胆，線程2執(zhí)行成功后丧裁，Smith賬戶有200塊，這時(shí)如果線程1執(zhí)行成功含衔，那么Smith賬戶應(yīng)該有300塊煎娇，但遺憾的時(shí)，線程1的操作失敗贪染，那么線程1的事務(wù)必須回滾缓呛，根據(jù)上文的分析，這時(shí)候線程1的undo日志一定是Bob=100杭隙，Smith=0哟绊，回滾結(jié)束后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)線程2給Smith加款的200塊錢莫名其妙的消失了痰憎。出現(xiàn)這種情況是肯定不能接受票髓，所以一致性就是為了防止這種情況。一致性保證線程2只能看到兩種狀態(tài)信殊，即Bob=100,Smith=0或者Bob=0,Smith=100炬称，而不會(huì)看到Bob=0,Smith=0這種狀態(tài)，更不會(huì)在中間狀態(tài)時(shí)就向Smith賬戶加款涡拘。

那數(shù)據(jù)庫(kù)是如何實(shí)現(xiàn)一致性呢玲躯？答案很簡(jiǎn)單，就是鎖。

一致性保證

線程1在執(zhí)行Bob向Smith轉(zhuǎn)賬跷车，同時(shí)線程2執(zhí)行向Smith加款時(shí)棘利，發(fā)現(xiàn)Smith賬戶已經(jīng)被鎖定，那么線程2等待朽缴，直到Smith賬戶解除鎖定為止善玫。

四、事務(wù)的隔離性（Isolation）

多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)密强，一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不應(yīng)影響其他事務(wù)的執(zhí)行

簡(jiǎn)單的理解就是一個(gè)事務(wù)內(nèi)部的操作以及正在操作的數(shù)據(jù)必須封鎖起來茅郎，不被其他企圖修改這些數(shù)據(jù)的事務(wù)看到。那么如何保證事物的隔離性或渤？就如同上面保持一致性所講的那樣系冗，只需要在每個(gè)事務(wù)執(zhí)行之前加一把排他鎖，事務(wù)執(zhí)行結(jié)束后釋放鎖薪鹦，然后再執(zhí)行下一個(gè)事務(wù)掌敬，直到執(zhí)行完成所有的事務(wù)單元即可，就如同這樣：

數(shù)據(jù)庫(kù)依次執(zhí)行事務(wù)單元

將所有的事務(wù)排隊(duì)池磁，利用排他鎖的方式奔害，將事務(wù)鎖住，單位時(shí)間內(nèi)地熄，只有一個(gè)事務(wù)進(jìn)來华临，這就是事務(wù)隔離級(jí)別中的可序列化（Serializable）級(jí)別。

可序列化級(jí)別是事務(wù)的最高隔離級(jí)別离斩，它強(qiáng)制事務(wù)排序银舱，使事務(wù)間不可能相互沖突。但很明顯的跛梗，這種方式有一個(gè)很嚴(yán)重的問題：并行度太低，導(dǎo)致性能非常差棋弥。性能太差就意味著大多數(shù)情況下不可用核偿，就需要想辦法提高性能。

通過仔細(xì)分析顽染，我們可以發(fā)現(xiàn)最核心的問題就是一把大鎖堵住了所有的請(qǐng)求漾岳。一種行之有效的方法就是利用鎖分離 + 讀寫鎖來提升并行度。

鎖分離是指使用多個(gè)鎖來控制沒有沖突的事務(wù)粉寞，每個(gè)事務(wù)都有自己的鎖尼荆，這樣就可以讓沒有沖突的事務(wù)并行的執(zhí)行。請(qǐng)看下面的小例子：

鎖分離示例

有三個(gè)事務(wù)唧垦，事務(wù)1為Bob向Smith轉(zhuǎn)賬捅儒，涉及3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作、事務(wù)2為查詢Joe賬戶余額，只有一個(gè)讀操作巧还、事務(wù)3為Jack向LILei轉(zhuǎn)賬鞭莽。如果事務(wù)的隔離級(jí)別為可序列化級(jí)別，那么事務(wù)的執(zhí)行順序應(yīng)該是這樣的：

串行事務(wù)單元

但很明顯麸祷，三個(gè)事務(wù)之間完全沒有沖突澎怒，使用鎖分離技術(shù)后，他們的執(zhí)行順序就變成了這樣：

利用鎖分離提高并行度

采用鎖分離技術(shù)可以提高并行度阶牍，但我還想要再提高速度呢喷面？我們可以把控制事務(wù)的鎖拆分成讀寫鎖。使用讀寫鎖后走孽，事務(wù)內(nèi)部的所有讀操作都可以并行惧辈，就如同這樣：

讀寫鎖 - 讀讀并行

這就是事務(wù)隔離級(jí)別中的可重復(fù)讀（Repeatable Read）級(jí)別∪谇螅可重復(fù)讀級(jí)別在序列化級(jí)別上的基礎(chǔ)上咬像，讓兩個(gè)讀操作可以并行執(zhí)行，提高并行度生宛∠匕海可重復(fù)讀保證了同一個(gè)事務(wù)里，所有讀操作的結(jié)果都是事務(wù)開始時(shí)的狀態(tài)（一致性）陷舅。但是倒彰，由于當(dāng)前的事務(wù)（A事務(wù)）對(duì)已經(jīng)存在的行加讀或?qū)戞i，不能阻止另一個(gè)事務(wù)（B事務(wù)）插入新數(shù)據(jù)莱睁，所以當(dāng)A事務(wù)再次查詢時(shí)可能會(huì)查出更多的結(jié)果待讳，這就是幻讀現(xiàn)象。

舉一個(gè)非常簡(jiǎn)單的例子仰剿，在工資表中创淡，事務(wù)A第一次查詢所有工資為2000的用戶，結(jié)果有10人南吮，但同一時(shí)刻事務(wù)B新增了若干條工資數(shù)據(jù)琳彩，導(dǎo)致事務(wù)A再次查詢工資為2000的用戶時(shí)，結(jié)果變成了15人部凑，這就是幻讀露乏。

可重復(fù)讀只能做到讀讀并行，并不能完美的提升性能涂邀，這個(gè)時(shí)候就產(chǎn)生了另外一個(gè)事務(wù)隔離級(jí)別讀已提交（Read Commited）瘟仿。”讀已提交“與”可重復(fù)讀“的區(qū)別就在于讀鎖能不能被寫鎖升級(jí)比勉。

怎樣理解這句話劳较？

數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)當(dāng)前的讀操作加鎖驹止，這時(shí)來了一個(gè)寫操作，我們要不要放寫操作進(jìn)來呢兴想？如果不放幢哨，那么只能讀讀并行，就是可重復(fù)讀的隔離級(jí)別嫂便。如果放進(jìn)來捞镰，新的寫請(qǐng)求會(huì)將原來的讀鎖升級(jí)為寫鎖，這樣除了讀讀可并行毙替，讀寫也可并行岸售，進(jìn)一步提升了并行度，原來的讀讀并行就變成了這個(gè)樣子：

讀鎖被寫鎖升級(jí)

當(dāng)然性能的提高厂画，肯定是要付出代價(jià)的，讀已提交的事務(wù)隔離級(jí)別除了可能會(huì)出現(xiàn)“幻讀”的情況袱院，還會(huì)出現(xiàn)“不可重復(fù)讀”屎慢。

一個(gè)事務(wù)執(zhí)行一個(gè)查詢忽洛，讀取了大量的數(shù)據(jù)行。由于讀鎖可以被寫鎖升級(jí)欣喧，所以在它結(jié)束讀取之前梯找，另一個(gè)事務(wù)可能完成了對(duì)數(shù)據(jù)行的更改锈锤。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)事務(wù)試圖再次執(zhí)行同一個(gè)查詢酷鸦，服務(wù)器就會(huì)返回不同的結(jié)果，這就是“不可重復(fù)讀”牙咏。

還是舉一個(gè)非常簡(jiǎn)單的例子嘹裂，比如事務(wù)A是Bob向Smith轉(zhuǎn)賬100塊寄狼，事務(wù)B是向Bob收取管理費(fèi)10塊盛正。事務(wù)A在檢查Bob是否有100塊時(shí)屑埋，查詢后發(fā)現(xiàn)有100摘能，同一時(shí)刻，事務(wù)B發(fā)起扣手續(xù)費(fèi)的操作严望，當(dāng)事務(wù)B達(dá)到時(shí)复隆，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)被事務(wù)A的讀鎖鎖住的，由于事務(wù)的隔離級(jí)別是“讀已提交”轻局，讀鎖直接被升級(jí)洪鸭，B事務(wù)順利扣款10塊蜓竹，Bob賬戶還剩90塊钙勃，B事務(wù)結(jié)束后，A事務(wù)再進(jìn)行轉(zhuǎn)賬操作時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)余額已經(jīng)不夠100了蔚携。

既然讀鎖可以被寫鎖升級(jí)亡脑，那如果干脆不要讀鎖呢奈偏？這樣的話讀讀棺滞、讀寫、寫讀都可以并行，只有寫寫還是串行憎瘸，這樣又可以更進(jìn)一步提升并行度入篮，就如同這樣：

寫讀并行

這就是4種事務(wù)隔離級(jí)別的最后一種：讀未提交（Read Uncommitted），隔離級(jí)別最低幌甘，同時(shí)也是并行度最高潮售、性能最好的隔離級(jí)別。當(dāng)然也存在很大的問題锅风，就是“臟讀”酥诽。所謂“臟讀”就是事務(wù)A修改了一行，另一個(gè)事務(wù)B也可以讀到該行皱埠。如果第一個(gè)事務(wù)A執(zhí)行了回滾盆均，那么事務(wù)B讀取的就是從來沒有正式出現(xiàn)過的值，也就是前面提到的讀取到中間狀態(tài)數(shù)據(jù)漱逸，這肯定是不能夠接受的泪姨，所以大部分情況都不應(yīng)該使用這個(gè)隔離級(jí)別。

最后做個(gè)小結(jié)饰抒，回顧這4種隔離級(jí)別肮砾，我們可以看到隔離級(jí)別越高，性能越差袋坑，越能保持一致性仗处；隔離級(jí)別越低，性能越好枣宫，對(duì)一致性的破壞也就更徹底婆誓，出現(xiàn)的問題也就越多。所以我們可以用一句話來總結(jié)：事務(wù)的隔離性就是以性能為理由也颤，對(duì)強(qiáng)一致性的破壞洋幻。

大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的默認(rèn)事務(wù)隔離級(jí)別是“讀已提交”，MySQL的默認(rèn)事務(wù)隔離級(jí)別是“可重復(fù)讀”翅娶。像“可重復(fù)讀”這種事務(wù)隔離級(jí)別并發(fā)性能是非常低的文留，那MySQL又是如何在“可重復(fù)讀”的隔離級(jí)別下達(dá)到很高的性能的？答案請(qǐng)參考第六部分竭沫。

五燥翅、事務(wù)的持久性（Durability）

終于說到ACID的最后一個(gè)字母了，所謂事務(wù)的持久性就是指：

已被提交的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改應(yīng)該永久保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中

也就是說：如果一個(gè)事務(wù)一旦提交蜕提，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的森书，接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對(duì)其有任何影響。

其實(shí)在很多數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中谎势，由于性能的原因凛膏，事務(wù)操作時(shí)，并不是數(shù)據(jù)每次被修改后立即被寫入磁盤它浅，而是采用異步刷盤的模式译柏。持久性就是為了保證這些在緩存中的數(shù)據(jù)，在故障（硬件損壞或者斷電等）恢復(fù)后姐霍，仍然能夠正確的寫入磁盤鄙麦。

這里就存在兩種情況，如果在事務(wù)提交之前發(fā)生故障镊折，那么緩存的數(shù)據(jù)丟失胯府，修改的信息也就丟失了，數(shù)據(jù)庫(kù)只能根據(jù)日志做回滾恨胚。如果在事務(wù)提交之后發(fā)生故障骂因，即使緩存中的數(shù)據(jù)丟失，仍然可以根據(jù)日志將事務(wù)單元繼續(xù)提交赃泡，整個(gè)事務(wù)仍然是成功的寒波，不會(huì)導(dǎo)致任何數(shù)據(jù)丟失乘盼。當(dāng)然這里日志的持久化又是另外一個(gè)話題了，簡(jiǎn)單的說俄烁，就是在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí)绸栅，一定要保證日志已經(jīng)寫入磁盤，如果日志沒有寫入磁盤页屠，故障發(fā)生后粹胯，數(shù)據(jù)只能丟失。

所以持久化的語義更多的體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生故障時(shí)辰企，確保提交的事務(wù)不丟失风纠。

六、MVCC

在前文已經(jīng)說到牢贸，讀未提交級(jí)別下會(huì)出現(xiàn)臟讀竹观，而在可序列化隔離級(jí)別下，事務(wù)只能串行執(zhí)行十减，性能太低栈幸。大多數(shù)情況下，這兩個(gè)事務(wù)隔離級(jí)別都是不能接受的帮辟，一般情況下會(huì)在可重復(fù)讀與讀已提交兩個(gè)隔離級(jí)別下對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行優(yōu)化速址。

其中可重復(fù)讀可以做到讀讀并行，讀已提交寫鎖可以將讀鎖升級(jí)由驹。在這兩個(gè)事務(wù)隔離級(jí)別下芍锚，如果當(dāng)前事務(wù)正在寫，那么其他所有的讀都將被阻塞（這里的讀寫事務(wù)是針對(duì)相同的資源蔓榄，或者說是針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的同一行數(shù)據(jù)）并炮，所以優(yōu)化的點(diǎn)也在這里，有沒有辦法讓寫不阻塞讀呢甥郑？這樣的話逃魄，可以大大提升數(shù)據(jù)庫(kù)讀的性能，尤其是在讀多寫少的場(chǎng)景下，這樣的性能優(yōu)化尤其重要。

MVCC（多版本并發(fā)控制）模型為解決這個(gè)問題提供了思路汁政。數(shù)據(jù)庫(kù)為了支持事務(wù)，在每個(gè)寫事務(wù)（更新數(shù)據(jù)）時(shí)癌瘾，都會(huì)記錄undo log以便在事務(wù)執(zhí)行出現(xiàn)異常時(shí)可以回滾到事務(wù)初始的狀態(tài)，就如同這樣：

undo log

事務(wù)A為Bob向Smith轉(zhuǎn)賬的操作饵溅，假設(shè)目前數(shù)據(jù)正在進(jìn)行事務(wù)A妨退，這時(shí)候正好來了一個(gè)讀事務(wù)B，傳統(tǒng)情況下，讀事務(wù)B是需要在此等待的咬荷，直到事務(wù)A執(zhí)行完成冠句，就如同這樣：

事務(wù)B被事務(wù)A阻塞

在MVCC模型下，每行數(shù)據(jù)具有多個(gè)版本萍丐，假設(shè)事務(wù)A下數(shù)據(jù)的當(dāng)前版本為版本1轩端，那么這一時(shí)刻其回滾段中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)版本為版本0，當(dāng)事務(wù)B到達(dá)時(shí)逝变，發(fā)現(xiàn)事務(wù)A為寫事務(wù)，且數(shù)據(jù)當(dāng)前版本為版本1奋构，那么事務(wù)B自動(dòng)到回滾段中讀取版本為版本0的數(shù)據(jù)壳影，版本0的數(shù)據(jù)也稱為快照數(shù)據(jù)，就如同下圖這樣弥臼。

MVCC

如上示例宴咧，事務(wù)A正在轉(zhuǎn)賬，整個(gè)轉(zhuǎn)賬的過賬中Bob和Smith賬戶數(shù)據(jù)有3個(gè)版本掺栅，其對(duì)應(yīng)回滾段中的數(shù)據(jù)有兩個(gè)版本纳猪，所以事務(wù)B讀到的數(shù)據(jù)始終是初始狀態(tài)的值，也就是回滾段中version2的數(shù)據(jù)氏堤，其對(duì)應(yīng)的是事務(wù)A中version1的數(shù)據(jù)沙绝。

這里請(qǐng)大家考慮一個(gè)問題，假如現(xiàn)在有兩個(gè)同樣的A事務(wù)：A1闪檬、A2购笆，還有一個(gè)事務(wù)B粗悯，這3個(gè)事務(wù)幾乎同時(shí)達(dá)到，那么B事務(wù)是應(yīng)該讀取A1之前的數(shù)據(jù)同欠，還是讀取A2之前的數(shù)據(jù)呢样傍？這里引申出來的問題就是：一個(gè)讀請(qǐng)求應(yīng)該讀哪一個(gè)寫之后的數(shù)據(jù)铭乾？

不同的數(shù)據(jù)庫(kù)有不同的實(shí)現(xiàn)方式娃循，但是大致的原理都是在系統(tǒng)內(nèi)部維護(hù)一個(gè)邏輯時(shí)間戳，比如：根據(jù)時(shí)間先后順序在內(nèi)部維持一個(gè)全局的自增號(hào)，每來一個(gè)請(qǐng)求加1泉沾，利用這個(gè)自增號(hào)來維持先后順序妇押，比如Oracle中的SCN，Innodb中的Trx_id（事務(wù)ID）俊马。這樣就可以確定讀事務(wù)應(yīng)該讀取那個(gè)版本的快照數(shù)據(jù)肩杈。

不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)MVCC的方式不同艘儒，甚至是同一數(shù)據(jù)庫(kù)夫偶，不同隔離級(jí)別下的實(shí)現(xiàn)方式也不同。比如MySQL的InnoDB存儲(chǔ)引擎下翻斟，在讀已提交（READ COMMITTED）事務(wù)隔離級(jí)別下卵佛，總是讀取被鎖定行的最新一份快照數(shù)據(jù)。而在可重復(fù)讀（REPEATABLE READ）事務(wù)隔離級(jí)別下疾牲，總是讀取事務(wù)開始時(shí)的行數(shù)據(jù)版本衙解。這兩者之間的不同，請(qǐng)看下圖：

不同事務(wù)隔離級(jí)別下舌剂，實(shí)現(xiàn)MVCC的方式也不同

數(shù)據(jù)表Table在事務(wù)AB開始之前查詢id=1的這行數(shù)據(jù)的結(jié)果是amount=1

時(shí)刻1：開始AB事務(wù)

時(shí)刻2：事務(wù)B更新amount的值為3，同一時(shí)刻A事務(wù)并未結(jié)束

時(shí)刻3：事務(wù)A再次查詢霍转，讀取事務(wù)B開始之前的數(shù)據(jù)一汽，在兩種隔離級(jí)別下amount均為1

時(shí)刻4：事務(wù)B提交，同一時(shí)刻A事務(wù)并未結(jié)束

時(shí)刻5：事務(wù)A再次查詢岩喷，在讀已提交事務(wù)隔離級(jí)別下，讀取被鎖定行的最新一份快照數(shù)據(jù)即amount=3婶溯，在可重復(fù)讀事務(wù)隔離級(jí)別下偷霉，總是讀取事務(wù)開始時(shí)的行數(shù)據(jù)即amout=1

還有一點(diǎn)需要說明的是在MVCC并發(fā)控制中类少，讀操作可以分成兩類：快照讀 (snapshot read)與當(dāng)前讀 (current read)÷鞯危快照讀妓忍，讀取的是記錄的可見版本 (有可能是歷史版本)愧旦，不用加鎖。當(dāng)前讀旁瘫，讀取的是記錄的最新版本琼蚯，并且當(dāng)前讀返回的記錄，都會(huì)加上鎖宁仔，保證其他事務(wù)不會(huì)再并發(fā)修改這條記錄峦睡。

那哪些讀操作是快照讀？哪些操作又是當(dāng)前讀呢煎谍？以MySQL InnoDB為例：

快照讀：簡(jiǎn)單的select操作龙屉，屬于快照讀，不加鎖：

當(dāng)前讀：特殊的讀操作事哭，插入/更新/刪除操作鳍咱，屬于當(dāng)前讀，需要加鎖蓄坏。? ? ??

所有以上的語句丑念，都屬于當(dāng)前讀，讀取記錄的最新版本渔彰。并且推正，讀取之后，還需要保證其他并發(fā)事務(wù)不能修改當(dāng)前記錄再沧，對(duì)讀取記錄加鎖尊残。其中寝衫，除了第一條語句，對(duì)讀取記錄加S鎖 (共享鎖)外屎即，其他的操作事富，都加的是X鎖 (排它鎖)。

七雕擂、反思

事務(wù)的核心是鎖和并發(fā)

在鎖和并發(fā)之間找到一個(gè)平衡值

MVCC核心 無鎖編程 + copy on write

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