大家好，我是公眾號(hào)：java小杰要加油揍堰，
今天來分享一個(gè)京東面試真題鹏浅，也是這是我前陣子聽我旁邊高T（高，實(shí)在是高）面試候選人的時(shí)候問的一個(gè)問題屏歹，他問隐砸，你能說說 mysql的事務(wù)嗎？ MVCC有了解嗎西采？
- 話不多說凰萨，直接開干
事務(wù)定義及四大特性
-
事務(wù)是什么继控？
就是用戶定義的一系列數(shù)據(jù)庫(kù)操作械馆，這些操作可以視為一個(gè)完成的邏輯處理工作單元胖眷，要么全部執(zhí)行，要么全部不執(zhí)行霹崎，是不可分割的工作單元珊搀。
-
事務(wù)的四大特性（簡(jiǎn)稱ACID）：
- 原子性（Atomicity）：一個(gè)事務(wù)是一個(gè)不可分割的工作單位，事務(wù)中包括的操作要么都做尾菇，要么都不做境析。
- 一致性（Consistency）：事務(wù)必須是使數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致性狀態(tài)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)。一致性與原子性是密切相關(guān)的派诬。
- 隔離性（Isolation）：一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾劳淆。即一個(gè)事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對(duì)并發(fā)的其他事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個(gè)事務(wù)之間不能互相干擾.
- 持久性（Durability）：指一個(gè)事務(wù)一旦提交默赂，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,接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對(duì)其有任何影響沛鸵。
事務(wù)中常見問題
臟讀（dirty read）：就是一個(gè)A事務(wù)即便沒有提交，它對(duì)數(shù)據(jù)的修改也可以被其他事務(wù)B事務(wù)看到缆八，B事務(wù)讀到了A事務(wù)還未提交的數(shù)據(jù)曲掰，這個(gè)數(shù)據(jù)有可能是錯(cuò)的，有可能A不想提交這個(gè)數(shù)據(jù)奈辰，這只是A事務(wù)修改數(shù)據(jù)過程中的一個(gè)中間數(shù)據(jù)栏妖，但是被B事務(wù)讀到了，這種行為被稱作臟讀奖恰，這個(gè)數(shù)據(jù)被稱為臟數(shù)據(jù)
不可重復(fù)讀（non-repeatable read）：在A事務(wù)內(nèi)吊趾，多次讀取同一個(gè)數(shù)據(jù)，但是讀取的過程中房官，B事務(wù)對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改趾徽，導(dǎo)致此數(shù)據(jù)變化了，那么A事務(wù)再次讀取的時(shí)候翰守，數(shù)據(jù)就和第一次讀取的時(shí)候不一樣了孵奶，這就叫做不可重復(fù)讀
幻讀（phantom read）：A事務(wù)多次查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)查詢的數(shù)據(jù)條數(shù)不一樣蜡峰，A事務(wù)多次查詢的間隔中了袁，B事務(wù)又寫入了一些符合查詢條件的多條數(shù)據(jù)（這里的寫入可以是update，insert湿颅，delete）载绿，A事務(wù)再查的話，就像發(fā)生了幻覺一樣油航，怎么突然改變了這么多崭庸，這種現(xiàn)象這就叫做幻讀
隔離級(jí)別——產(chǎn)生問題的原因
多個(gè)事務(wù)互相影響，并沒有隔離好，就是我們剛才提到的事務(wù)的四大特性中的 隔離性（Isolation） 出現(xiàn)了問題 事務(wù)的隔離級(jí)別并沒有設(shè)置好怕享，下面我們來看下事務(wù)究竟有哪幾種隔離級(jí)別
- 隔離級(jí)別
- 讀未提交（read uncommitted RU）： 一個(gè)事務(wù)還沒提交時(shí)执赡，它做的變更就能被別的事務(wù)看到
- 讀提交（read committed RC）： 一個(gè)事務(wù)提交之后，它做的變更才會(huì)被其他事務(wù)看到函筋。
- 可重復(fù)讀（repeatable read RR）： 一個(gè)事務(wù)執(zhí)行過程中看到的數(shù)據(jù)沙合，總是跟這個(gè)事務(wù)在啟動(dòng)時(shí)看到的數(shù)據(jù)是一致的。當(dāng)然在可重復(fù)讀隔離級(jí)別下跌帐，未提交變更對(duì)其他事務(wù)也是不可見的首懈。
- 串行化（serializable ）： 顧名思義是對(duì)于同一行記錄，“寫”會(huì)加“寫鎖”谨敛，“讀”會(huì)加“讀鎖”究履。當(dāng)出現(xiàn)讀寫鎖沖突的時(shí)候，后訪問的事務(wù)必須等前一個(gè)事務(wù)執(zhí)行完成脸狸，才能繼續(xù)執(zhí)行挎袜。
我們來看個(gè)例子，更加直觀的了解這四種隔離級(jí)別和上述問題臟讀肥惭，不可重復(fù)讀盯仪，幻讀的關(guān)系
下面我們討論下當(dāng)事務(wù)處于不同隔離級(jí)別情況時(shí)，V1,V2,V3分別是什么不同的值吧
-
讀未提交 (RU)： A事務(wù)可以讀取到B事務(wù)修改的值蜜葱，即便B事務(wù)沒有提交全景。所以V1就是200
- V1 : 200
- V2 : 200
- V3 : 200
-
讀提交（RC）： 當(dāng)B事務(wù)沒有提交的時(shí)候，A事務(wù)不可以看到B事務(wù)修改的值牵囤，只有提交以后才可以看到
- V1 : 100
- V2 : 200
- V3 : 200
-
可重復(fù)讀（RR）： A事務(wù)多次讀取數(shù)據(jù)爸黄，數(shù)據(jù)總和第一次讀取的一樣，
- V1 : 100
- V2 : 100
- V3 : 200
-
串行化（S）： 事務(wù)A在執(zhí)行的時(shí)候揭鳞，事務(wù)B會(huì)被鎖住炕贵，等事務(wù)A執(zhí)行結(jié)束后，事務(wù)B才可以繼續(xù)執(zhí)行
- V1 : 100
- V2 : 100
- V3 : 200
MVCC原理
MVCC（Multi-Version Concurrency Control）多版本并發(fā)控制野崇，是數(shù)據(jù)庫(kù)控制并發(fā)訪問的一種手段称开。
- 特別要注意MVCC只在 讀已提交(RC) 和 可重復(fù)度（RR） 這兩種事務(wù)隔離級(jí)別下才有效
- 是 數(shù)據(jù)庫(kù)引擎（InnoDB） 層面實(shí)現(xiàn)的，用來處理讀寫沖突的手段（不用加鎖）乓梨，提高訪問性能
MVCC是怎么實(shí)現(xiàn)的呢鳖轰？它靠的就是版本鏈和一致性視圖
1. 版本鏈
- 版本鏈?zhǔn)且粭l鏈表，鏈接的是每條數(shù)據(jù)曾經(jīng)的修改記錄
那么這個(gè)版本鏈又是如何形成的呢扶镀，每條數(shù)據(jù)又是靠什么鏈接起來的呢蕴侣？
其實(shí)是這樣的，對(duì)于InnoDB存儲(chǔ)引擎的表來說臭觉，它的聚簇索引記錄包含兩個(gè)隱藏字段
- trx_id: 存儲(chǔ)修改此數(shù)據(jù)的事務(wù)id昆雀，只有這個(gè)事務(wù)操作了某些表的數(shù)據(jù)后當(dāng)更改操作發(fā)生的時(shí)候（update,delete,insert）辱志，才會(huì)分配唯一的事務(wù)id,并且此事務(wù)id是遞增的
- roll_pointer: 指針，指向上一次修改的記錄
- row_id(非必須): 當(dāng)有主鍵或者有不允許為null的unique鍵時(shí)狞膘，不包含此字段
假如說當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)有一條這樣的數(shù)據(jù)荸频，假設(shè)是事務(wù)ID為100的事務(wù)插入的這條數(shù)據(jù)，那么此條數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)如下
后來客冈，事務(wù)200，事務(wù)300稳强，分別來修改此數(shù)據(jù)
| 時(shí)間T | trx_id 200 | trx_id 300 | |
|---|---|---|---|
| T1 | 開始事務(wù) | 開始事務(wù) | |
| T2 | 更改名字為A | ||
| T3 | 更改名字為B | ||
| T4 | 提交事務(wù) | 更改名字為C | |
| T6 | 提交事務(wù) |
所以此時(shí)的版本鏈如下
我們每更改一次數(shù)據(jù)场仲，就會(huì)插入一條undo日志，并且記錄的roll_pointer指針會(huì)指向上一條記錄退疫，如圖所示
- 第一條數(shù)據(jù)是小杰渠缕，事務(wù)ID為100
- 事務(wù)ID為200的事務(wù)將名稱從小杰改為了A
- 事務(wù)ID為200的事務(wù)將名稱從A又改為了B
- 事務(wù)ID為300的事務(wù)將名稱從B又改為了C
所以串成的鏈表就是 C -> B -> A -> 小杰 （從最新的數(shù)據(jù)到最老的數(shù)據(jù)）
2. 一致性視圖（ReadView）
需要判斷版本鏈中的哪個(gè)版本是是當(dāng)前事務(wù)可見的，因此有了一致性視圖的概念褒繁。其中有四個(gè)屬性比較重要
- m_ids: 在生成ReadView時(shí)亦鳞，當(dāng)前活躍的讀寫事務(wù)的事務(wù)id列表
- min_trx_id: m_ids的最小值
- max_trx_id: m_ids的最大值+1
- creator_trx_id: 生成該事務(wù)的事務(wù)id，單純開啟事務(wù)是沒有事務(wù)id的棒坏，默認(rèn)為0燕差，creator_trx_id是0。
版本鏈中的當(dāng)前版本是否可以被當(dāng)前事務(wù)可見的要根據(jù)這四個(gè)屬性按照以下幾種情況來判斷
- 當(dāng) trx_id = creator_trx_id 時(shí):當(dāng)前事務(wù)可以看見自己所修改的數(shù)據(jù)坝冕， 可見徒探，
- 當(dāng) trx_id < min_trx_id 時(shí) : 生成此數(shù)據(jù)的事務(wù)已經(jīng)在生成readView前提交了， 可見
- 當(dāng) trx_id >= max_trx_id 時(shí) :表明生成該數(shù)據(jù)的事務(wù)是在生成ReadView后才開啟的喂窟， 不可見
- 當(dāng) min_trx_id <= trx_id < max_trx_id 時(shí)
- trx_id 在 m_ids 列表里面 ：生成ReadView時(shí)测暗，活躍事務(wù)還未提交，不可見
- trx_id 不在 m_ids 列表里面 ：事務(wù)在生成readView前已經(jīng)提交了磨澡，可見
如果某個(gè)版本數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前事務(wù)不可見碗啄，那么則要順著版本鏈繼續(xù)向前尋找下個(gè)版本，繼續(xù)這樣判斷稳摄，以此類推稚字。
注：RR和RC生成一致性視圖的時(shí)機(jī)不一樣 （這也是兩種隔離級(jí)別實(shí)現(xiàn)的主要區(qū)別）
- 讀提交（read committed RC） 是在每一次select的時(shí)候生成ReadView的
- 可重復(fù)讀（repeatable read RR）是在第一次select的時(shí)候生成ReadView的
下面咱們一起來舉個(gè)例子實(shí)戰(zhàn)一下。
RR與RC和MVCC的例子實(shí)戰(zhàn)
假如說厦酬，我們有多個(gè)事務(wù)如下執(zhí)行尉共，我們通過這個(gè)例子來分析當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)隔離級(jí)別為RC和RR的情況下，當(dāng)時(shí)讀數(shù)據(jù)的一致性視圖和版本鏈弃锐，也就是MVCC袄友，分別是怎么樣的。
- 假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中有一條初始數(shù)據(jù) 姓名是java小杰要加油霹菊，id是1 （id,姓名,trx_id,roll_point）剧蚣，插入此數(shù)據(jù)的事務(wù)id是1
- 尤其要指出的是支竹，只有這個(gè)事務(wù)操作了某些表的數(shù)據(jù)后當(dāng)更改操作發(fā)生的時(shí)候（update,delete,insert），才會(huì)分配唯一的事務(wù)id,并且此事務(wù)id是遞增的鸠按，單純開啟事務(wù)是沒有事務(wù)id的礼搁，默認(rèn)為0，creator_trx_id是0目尖。
- 以下例子中的A,B,C的意思是將姓名更改為A,B,C 讀也是讀取當(dāng)前時(shí)刻的姓名,默認(rèn)全都開啟事務(wù),并且此事務(wù)都經(jīng)歷過某些操作產(chǎn)生了事務(wù)id
| 時(shí)間 | 事務(wù)100 | 事務(wù)200 | 事務(wù)300 | 事務(wù)400 |
|---|---|---|---|---|
| T1 | A | |||
| T2 | B | |||
| T3 | C | |||
| T4 | 讀 | |||
| T5 | 提交 | |||
| T6 | D | |||
| T7 | 讀 | |||
| T8 | E | |||
| T9 | 提交 | |||
| T10 | 讀 |
讀已提交（RC）與MVCC
- 一個(gè)事務(wù)提交之后馒吴，它做的變更才會(huì)被其他事務(wù)看到
每次讀的時(shí)候，ReadView(一致性視圖)都會(huì)重新生成
- 當(dāng)T1時(shí)刻時(shí)瑟曲，事務(wù)100修改名字為A
- 當(dāng)T2時(shí)刻時(shí)饮戳，事務(wù)100修改名字為B
- 當(dāng)T3時(shí)刻時(shí)，事務(wù)200修改名字為C
- 當(dāng)T4時(shí)刻時(shí)洞拨，事務(wù)300開始讀取名字
- 此時(shí)這條數(shù)據(jù)的版本鏈如下
同顏色代表是同一事務(wù)內(nèi)的操作
- 來我們靜下心來好好分析一下此時(shí)T4時(shí)刻事務(wù)300要讀了扯罐，究竟會(huì)讀到什么數(shù)據(jù)？
當(dāng)前最近的一條數(shù)據(jù)是烦衣，C歹河，事務(wù)200修改的，還記得我們前文說的一致性視圖的幾個(gè)屬性嗎花吟，和按照什么規(guī)則判斷這個(gè)數(shù)據(jù)能不能被當(dāng)前事務(wù)讀秸歧。我們就分析這個(gè)例子。
此時(shí) （生成一致性視圖ReadView）
- m_ids 是[100,200]： 當(dāng)前活躍的讀寫事務(wù)的事務(wù)id列表
- min_trx_id 是 100： m_ids的最小值
- max_trx_id 是 201： m_ids的最大值+1
當(dāng)前數(shù)據(jù)的trx_id(事務(wù)id)是 200衅澈，符合min_trx_id<=trx_id<max_trx_id 此時(shí)需要判斷
trx_id 是否在m_ids活躍事務(wù)列表里面寥茫，一看，活躍事務(wù)列表里面是【100矾麻，200】纱耻，只有兩個(gè)事務(wù)活躍，而此時(shí)的trx_id是200险耀，則trx_id在活躍事務(wù)列表里面弄喘，活躍事務(wù)列表代表還未提交的事務(wù)，所以該版本數(shù)據(jù)不可見甩牺，就要根據(jù)roll_point指針指向上一個(gè)版本蘑志，繼續(xù)這樣的判斷，上一個(gè)版本事務(wù)id是100贬派，數(shù)據(jù)是B急但，發(fā)現(xiàn)100也在活躍事務(wù)列表里面，所以不可見搞乏，繼續(xù)找到上個(gè)版本波桩，事務(wù)是100，數(shù)據(jù)是A请敦，發(fā)現(xiàn)是同樣的情況镐躲，繼續(xù)找到上個(gè)版本储玫，發(fā)現(xiàn)事務(wù)是1，數(shù)據(jù)是小杰萤皂，1小于100撒穷，trx_id<min_trx_id，代表生成這個(gè)數(shù)據(jù)的事務(wù)已經(jīng)在生成ReadView前提交了裆熙，此數(shù)據(jù)可以被讀到端礼。所以讀取的數(shù)據(jù)就是小杰
分析完第一個(gè)讀，我們繼續(xù)向下分析
- 當(dāng)T5時(shí)刻時(shí)入录，事務(wù)100提交
- 當(dāng)T6時(shí)刻時(shí)蛤奥，事務(wù)300將名字改為D
- 當(dāng)T7時(shí)刻時(shí)，事務(wù)400讀取當(dāng)前數(shù)據(jù)
- 此時(shí)這條數(shù)據(jù)的版本鏈如下
此時(shí) （重新生成一致性視圖ReadView）
- m_ids 是[200,300]： 當(dāng)前活躍的讀寫事務(wù)的事務(wù)id列表
- min_trx_id 是 200： m_ids的最小值
- max_trx_id 是 301： m_ids的最大值+1
當(dāng)前數(shù)據(jù)事務(wù)id是300纷跛，數(shù)據(jù)為D陶贼，符合min_trx_id<=trx_id<max_trx_id 此時(shí)需要判斷數(shù)據(jù)是否在活躍事務(wù)列表里赦拘，300在這里面，所以就是還未提交的事務(wù)就是不可見响逢，所以就去查看上個(gè)版本的數(shù)據(jù)望蜡，上個(gè)版本事務(wù)id是200唤崭，數(shù)據(jù)是C，也在活躍事務(wù)列表里面脖律，也不可見谢肾，繼續(xù)向上個(gè)版本找，上個(gè)版本事務(wù)id是100小泉，數(shù)據(jù)是B芦疏，100小于min_trx_id，就代表微姊，代表生成這個(gè)數(shù)據(jù)的事務(wù)已經(jīng)在生成ReadView前提交了酸茴，此數(shù)據(jù)可見，所以讀取出來的數(shù)據(jù)就是B
分析完第二個(gè)讀兢交，我們繼續(xù)向下分析
- 當(dāng)T8時(shí)刻時(shí)薪捍，事務(wù)200將名字改為E
- 當(dāng)T9時(shí)刻時(shí)，事務(wù)200提交
- 當(dāng)T10時(shí)刻時(shí)配喳，事務(wù)300讀取當(dāng)前數(shù)據(jù)
- 此時(shí)這條數(shù)據(jù)的版本鏈如下
此時(shí) （重新生成一致性視圖ReadView）
- m_ids 是[300]： 當(dāng)前活躍的讀寫事務(wù)的事務(wù)id列表
- min_trx_id 是 300： m_ids的最小值
- max_trx_id 是 301： m_ids的最大值+1
當(dāng)前事務(wù)id是200酪穿，200<min_trx_id ,代表生成這個(gè)數(shù)據(jù)的事務(wù)已經(jīng)在生成ReadView前提交了，此數(shù)據(jù)可見晴裹，所以讀出的數(shù)據(jù)就是E.
當(dāng)隔離級(jí)別是讀已提交RC的情況下被济，每次讀都會(huì)重新生成 一致性視圖（ReadView）
- T4時(shí)刻 事務(wù)300讀取到的數(shù)據(jù)是小杰
- T7時(shí)刻 事務(wù)400讀取到的數(shù)據(jù)是B
- T10時(shí)刻 事務(wù)300讀取到的數(shù)據(jù)是E
可重復(fù)讀（RR）與MVCC
- 一個(gè)事務(wù)執(zhí)行過程中看到的數(shù)據(jù)，總是跟這個(gè)事務(wù)在啟動(dòng)時(shí)看到的數(shù)據(jù)是一致的
所以對(duì)于事務(wù)300來講涧团，它分別在T4和T10的時(shí)候溉潭，讀取數(shù)據(jù)净响，但是它的一致性視圖，用的永遠(yuǎn)都是第一次讀取時(shí)的視圖喳瓣，就是T3時(shí)刻產(chǎn)生的一致性視圖
RR和RC的版本鏈?zhǔn)且粯拥牟鱿停桥袛喈?dāng)前數(shù)據(jù)可見與否用到的一致性視圖不一樣
在此可重復(fù)讀RR隔離級(jí)別下，
- T4時(shí)刻時(shí)事務(wù)300第一次讀時(shí)的分析和結(jié)果與RC都一樣畏陕，可以見上文分析與結(jié)果
- T7時(shí)刻時(shí)事務(wù)400第一次讀時(shí)的分析和結(jié)果與RC都一樣配乓，可以見上文分析與結(jié)果
- T10時(shí)刻時(shí)事務(wù)300第二次讀時(shí)的一致性視圖和第一次讀時(shí)的一樣，所以此時(shí)到底讀取到什么數(shù)據(jù)就要重新分析了
此時(shí) （用的是第一次讀時(shí)生成的一致性視圖ReadView）
- m_ids 是[100,200]： 當(dāng)前活躍的讀寫事務(wù)的事務(wù)id列表
- min_trx_id 是 100： m_ids的最小值
- max_trx_id 是 201： m_ids的最大值+1
此時(shí)的版本鏈?zhǔn)?/p>
當(dāng)前數(shù)據(jù)的事務(wù)id是200惠毁，數(shù)據(jù)是E犹芹，在當(dāng)前事務(wù)活躍列表里面，所以數(shù)據(jù)不可見鞠绰，根據(jù)回滾指針找到上個(gè)版本腰埂，發(fā)現(xiàn)事務(wù)id是300，當(dāng)前事務(wù)也是300蜈膨，可見屿笼，所以讀取的數(shù)據(jù)是D
- 我們可以自己思考下，要是沒有事務(wù)300這條更改的這條記錄翁巍，又該怎么繼續(xù)向下分析呢驴一？
當(dāng)隔離級(jí)別是可重復(fù)讀RR的情況下，每次讀都會(huì)用第一次讀取數(shù)據(jù)時(shí)生成的一致性視圖（ReadView）
- T4時(shí)刻 事務(wù)300讀取到的數(shù)據(jù)是小杰
- T7時(shí)刻 事務(wù)400讀取到的數(shù)據(jù)是B
- T10時(shí)刻 事務(wù)300讀取到的數(shù)據(jù)是D
絮絮叨叨
如果大家覺得這篇文章對(duì)自己有一點(diǎn)點(diǎn)幫助的話灶壶，歡迎關(guān)注此公眾號(hào) java小杰要加油肝断，
若文章有誤歡迎指出，靚仔靚女們驰凛，我們下篇文章見胸懈，關(guān)注我，開啟我們的故事
