背景

数据库相关的知识应该主要就是

  • 事务
  • 索引
  • 锁

准确的说数据库就是索引、锁，事务不过是锁在数据库上应用的一种表现的特征。

概述

数据库事务是一组操作数据的指令的集合，这种操作可以是读取，也可以是更新。事务具备以下特性：

  • 原子性：事务所包含的指令集要么全部执行，要么全部不执行
  • 一致性：一致性没有一个严格的数学定义，松散一点的说，就是能够按照用户的预期来执行（这里需要多说以下，数据库的一致性和分布式一致性所说的一致性是不同的，之前看raft或者poxas的时候，经常会搞混淆，分布式一致性可以叫成分布式共识更好一点，不同的 节点看到的状态是一致的，不会有节点看起来是A，另外一些节点看起来是B状态！）
  • 隔离性：隔离是事务之间相互之间不干扰，从一个事务的视角来看，其他的事务要么在当前这个事务之前已经完成，要么在当前这个事务已经完成之后才开始，这样每个事务都感觉不到其他事务的存在
  • 持久性：事务一旦完成之后，他对数据库的影响是永久性的，即便系统出现故障

接下来重点说一下事务隔离级别及其所带来的问题：

事务的隔离级别

隔离界别分为以下几种

读未提交（read uncommitted）

允许事务T1读取事务T2中没有提交的数据，如果T2执行失败，发生了回滚，那么T1就读取到了错误的数据，对应到具体的问题就是数据的脏读

读已提交 (read committed)

事务T1读取到了事务T2中已经提交的数据，这样会带来的问题是：如果T1连续两次读取到某一条数据，那这两次读取到的结果不一致，会引发的问题就是不可重复读

可重复读 (repeatable read)

事务T1在连续读取某一条记录的间隙不存在另外一个事务T2对该记录的修改（mysql innodb默认的事务隔离级别），无法解决幻读的问题

序列化 (serializable)

完全串行化，每个事务都会获取表级锁，可以解决所有的问题，带来的问题是事务吞吐量的降低、cpu利用率低下以及较高的响应时延

隔离级别引发的问题

接下来我们会通过mysql演示数据库事务隔离级别所带来的问题，mysql事务隔离级别查看及修改方式（我当前安装的是mysql8.0）： 查看数据库事务隔离级别

1
2
3
4
5
6
7
mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| REPEATABLE-READ         |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

修改当前会话的事务隔离级别

1
SET [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE

脏读

一个事务T1访问到了另外一个事务T2修改了、但是没有提交的数据

不可重复读

一个事务T1多次读取某一个数据，在两次读取数据之间，另外一个事务T2对数据进行了修改并提交，导致T1连续两次读取到的数据发生了变化，对比脏读， 不可重复读取到的是另一个事务已经提交的数据，而脏读读取到的是另一个事务没有提交的数据

可重复读

mysql innodb默认的事务隔离界别就是可重复读，这个我们可以测试一下： 上面我们在左边开启一个事务，然后插入一条数据，在右边区查看表中的记录，在左边的事务没有提交的情况下，可以看到右边查到的数据为空， 直到左边的事务commit之后，右边的查询才可以读取到 接下来我们模拟在一个事务连续两次读某个记录操作的过程中，另外一个事务来修改该记录，如下： 我们可以看到，左右两边同时开启一个事务之后，右边在update一条记录（未commit）的情况下，左边查看到的结果仍然是旧的数据， 接下来我们将右边的事务commit之后，再查看 左边的查询是否是可重复读的，如下 经过上面的测试流程我们可以清楚的看到在可重复读的隔离级别中，一个事务的多次读操作不会受到另外一个事务写的影响，最后我们来测试一下两个事务同时更新某一条记录的情况： 这种情况下我们发现其中的一个更新事务会被阻塞直至超时。

幻读

幻读也可以称之为虚读，事务T1批量修改表中的数据，在T1还没有提交之前事务T2新增了一行T1需要修改的数据并提交， T1在提交的时候发现了一行本来应该修改，但是没有修改的数据。 对比脏读，幻读和不可重复读都是读取了另外一条提交了的事务的数据， 幻读强调的是一批数据的修改，不可重复读强调的是一条数据的修改

实现原理

小结

本节主要介绍了数据库事务相关的知识，需要明确的是事务的隔离级别越高，性能就越差，另外实现事务隔离的机制通常是采用加锁的方式， 这将会在后续的文章中持续跟进。

原子性、一致性、持久性 —- redo log、undo log 隔离性 —– 锁来体现

  • 读未提交：脏读

  • 读已提交：不可重复

  • 可重复读：mysql的

  • 序列化：

  • 幻读：是区间读的一种现象

  • MVCC解决的事快照读的幻读问题，当前读的幻读是通过gap lock或者说next-key lock来解决的

  • 锁的划分
  • 操作类型
    • 读锁/共享
    • 写锁/排他
  • 资源粒度：行、表锁可以共存
    • 表锁
    • 行锁
      • MDL
      • 意向锁：意向锁并不是真正意义上的锁，而是一种标记，用于标记表中存在一些行是正在被加了行锁的，因此意向锁之间都是相互兼容的，意向锁和正常的表锁之间的兼容性则是只有读兼容，其实这也好理：简单的将意向锁理解成行锁就可以快速判断了。

锁是原子性的体现

事务是可见性的体现

flink on yarn：作业唯独、资源唯独、作业和资源的交互唯独