MySQL事务、数据库的存储引擎

1. 事务的概念

 定义:事务就是一组数据库操作序列(包含一个或多个SQL操作命令),事务会把所有操作看作是一个不可分割的整体向数据库系统提交或撤销操作,所有操作要么都执行,要么都不执行。

1.1事务的 ACID

特性:原子性、一致性、隔离性、持久性
原子性:事务管理的基础。把事务中的所有操作看作是一个不可分割的工作单元要么都执行,要么都不执行。
一致性:事务管理的目的。保证事务开始前和事务结束后数据的完整和一致
隔离性:事务管理的手段。使多个事务并发操作同一个表数据时,每个事务都有各自独立的数据空间,事务的执行不会受到其它事务的干扰。可通过设置隔离级别来解决不同的一致性问题。
持久性:事务管理的结果。当事务被提交以后,事务中的命令操作修改的结果会被持久化保存,且不会吧被回滚。

案例:
对银行转帐事务,不管事务成功还是失败,应该保证事务结束后表中A和B的存款总额跟事务执行前一致。

●隔离性:指在并发环境中,当不同的事务同时操纵相同的数据时,每个事务都有各自的完整数据空间。
对数据进行修改的所有并发事务是彼此隔离的,表明事务必须是独立的,它不应以任何方式依赖于或影响其他事务。
修改数据的事务可在另一个使用相同数据的事务开始之前访问这些数据,或者在另一个使用相同数据的事务结束之后访问这些数据。
也就是说并发访问数据库时,一个用户的事务不被其他事务所干扰,各并发事务之间数据库是独立的。

//当多个客户端并发地访问同一个表时,可能出现下面的一致性问题:
(1)脏读:当一个事务正在访问数据,并且对数据进行了修改,而这种修改还没有提交到数据库中,这时,另外一个事务也访问这个数据,然后使用了这个数据。


(2)不可重复读:指在一个事务内,多次读同一数据。在这个事务还没有结束时,另外一个事务也访问该同一数据。那么,在第一个事务中的两次读数据之间,由于第二个事务的修改,那么第一个事务两次读到的的数据可能是不一样的。这样就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的,因此称为是不可重复读。(即不能读到相同的数据内容)


(3)幻读:一个事务对一个表中的数据进行了修改,这种修改涉及到表中的全部数据行。同时,另一个事务也修改这个表中的数据,这种修改是向表中插入一行新数据。那么,操作前一个事务的用户会发现表中还有一个没有修改的数据行,就好象发生了幻觉一样。


(4)丢失更新:两个事务同时读取同一条记录,A先修改记录,B也修改记录(B不知道A修改过),B提交数据后B的修改结果覆盖了A的修改结果。

//事务的隔离级别决定了事务之间可见的级别。
MySQL事务支持如下四种隔离,用以控制事务所做的修改,并将修改通告至其它并发的事务:

 

隔离名称 功能作用
未提交读(Read Uncommitted(RU)) 允许脏读,即允许一个事务可以看到其他事务未提交的修改
提交读(Read Committed(RC)) 允许一个事务只能看到其他事务已经提交的修改,未提交的修改是不可见的。防止脏读。
可重复读(Repeatable Read(RR)) ---mysql默认的隔离级别确保如果在一个事务中执行两次相同的SELECT语句,都能得到相同的结果,不管其他事务是否提交这些修改。可以防止脏读和不可重复读。
串行读(Serializable) ---相当于锁表
完全串行化的读,将一个事务与其他事务完全地隔离。每次读都需要获得表级共享锁,读写相互都会阻塞。可以防止脏读,不可重复读取和幻读,(事务串行化)会降低数据库的效率。

 mysql默认的事务处理级别是 repeatable read ,Oracle和SQL Server是 read committed 。

 

总结:在事务管理中,原子性是基础,隔离性是手段,一致性是目的,持久性是结果。 

2. 存储引擎

2.1 存储引擎

 

2.2 常用存储引擎

InnoDB、MyISAM
MyISAM:不持支事务和外键约束,占用资源较小,访问速度快,表级锁定,支持全文索引,适用于不需要事务处理,单独写入或查询的应用场景。
InnoDB:支持事务处理、外键约束,缓存能力较好,支持行级锁定,读写并发能力较好,5.5版本后支持全文索引,适用于一致性要求高、数据更新频繁的应用场景。 

 

 

3.MyISAM

3.1 MyISAM 表支持 3 种不同的存储格式:

 

(1)静态(固定长度)表
静态表是默认的存储格式。静态表中的字段都是非可变字段,这样每个记录都是固定长度的,这种存储方式的优点是存储非常迅速,容易缓存,出现故障容易恢复;缺点是占用的空间通常比动态表多。

(2)动态表
动态表包含可变字段,记录不是固定长度的,这样存储的优点是占用空间较少,但是频繁的更新、删除记录会产生碎片,需要定期执行 OPTIMIZE TABLE 语句或 myisamchk -r 命令来改善性能,并且出现故障的时候恢复相对比较困难。

(3)压缩表
压缩表由 myisamchk 工具创建,占据非常小的空间,因为每条记录都是被单独压缩的,所以只有非常小的访问开支。

 

3.2 适用的生产场景

  • 公司业务不需要事务的支持
  • 单方面读取或写入数据比较多的业务
  • MyISAM存储引擎数据读写都比较频繁场景不适合
  • 使用读写并发访问相对较低的业务
  • 数据修改相对较少的业务
  • 对数据业务一致性要求不是非常高的业务
  • 服务器硬件资源相对比较差

 

4. InnoDB

4.1 InnoDB特点

InnoDB:支持事务处理、外键约束,缓存能力较好,支持行级锁定,读写并发能力较好,5.5版本后支持全文索引,适用于一致性要求高、数据更新频繁的应用场景。

 

4.2 适用生产场景分析 

 

企业选择存储引擎依据

5. MyISAM 和 InnoDB 的区别


MyISAM:不支持事务、外键约束;支持全文索引;锁定类型只支持表级锁定;适合单独的查询和插入的操作;读写会相互阻塞;硬件资源占用较小;数据文件和索引文件是分开存储的,存储成三个文件:表结构文件.frm、数据文件.MYD、索引文件.MYI
使用场景:适用于不需要事务支持,单独的查询或插入数据的业务场景

InnoDB:支持事务、外键约束;也支持全文索引;锁定类型支持行级锁定(在全表扫描时仍会表级锁定);读写并发能力较好;缓存能力较好可以减少磁盘IO的压力;数据文件也是索引文件,存储成:表结构文件.frm、表空间文件.ibd
使用场景:适用于需要事务支持,数据一致性要求较高,数据会频繁更新,读写并发高的业务场景

 

6. 命令操作

方法一:
show table status from 库名 where name='表名'\G

方法二:
use 库名;
show create table 表名;

#修改存储引擎
1.通过 alter table 修改
use 库名;
alter table 表名 engine=MyISAM;

查看系统支持的存储引擎

show engines;

 

查看表使用的存储引擎

方法一:
show table status from 库名 where name='表名'\G

方法二:
use 库名;
show create table 表名;

#修改存储引擎
1.通过 alter table 修改
use 库名;
alter table 表名 engine=MyISAM;

use kx;

show table status from kx where name='kx'\G;

 

修改存储引擎

(1) 通过alter table修改

use 库名;
alter table 表名 engine=MyISAM;

(2) 通过修改/etc/my.cnf 配置文件,指定默认存储引擎并重启服务
vim /etc/my.cnf
 

vim /etc/my.cnf
......
[mysqld]
......
default-storage-engine=INNODB

systemctl restart mysql.service

 注意:此方法只对修改了配置文件并重启mysql服务后新创建的表有效,已经存在的表不会有变更。

(3) 通过 create table 创建表时指定存储引擎

use 库名;
create table 表名(字段1 数据类型,...) engine=MyISAM;


//InnoDB行锁与索引的关系
InnoDB行锁是通过给索引项加锁来实现的。

1)
delete from t1 where id=1;	
如果id字段是主键,innodb对于主键索引,会直接锁住整行记录。

2)
delete from t1 where name='aaa';
如果name字段是普通索引,会锁住索引的两行记录。

3)
delete from t1 where age=23;
如果age字段没有索引,会使用全表扫描过滤,这时表上的各行记录都将加上锁。

 7. 死锁

 7.1 死锁定义

所谓死锁:是指两个或两个以上的事务在执行过程中,因争夺锁资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,事务都将无法继续运行。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁。

例如,如果事务A锁住了记录1并等待记录2,而事务B锁住了记录2并等待记录1,这样两个事务就发生了死锁现象。计算机系统中,如果系统的资源分配策略不当,更常见的可能是程序员写的程序有错误等,则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象

7.2 死锁导致长时间阻塞的危害


众所周知,数据库的连接资源是很珍贵的,如果一个连接因为事务阻塞长时间不释放,那么后面新的请求要执行的sql也会排队等待,越积越多,最终会拖垮整个应用。一旦你的应用部署在微服务体系中而又没有做熔断处理(当某服务出现不可用或响应超时的情况时,会暂时停止对该服务的调用),由于整个链路被阻断,那么就会引发雪崩效应,导致很严重的生产事故。

 

案例:
create table t1(id int primary key, name char(3), age int);
insert into t1 values(1,'aaa',22);
insert into t1 values(2,'bbb',23);
insert into t1 values(3,'aaa',24);
insert into t1 values(4,'bbb',25);
insert into t1 values(5,'ccc',26);
insert into t1 values(6,'zzz',27);

session 1											session 2
begin;											
select * from t1 where id=1 for update;				begin;
													select * from t1 where id=2 for update;
select * from t1 where id=2 for update;#等待		
													select * from t1 where id=1 for update;#死锁发生

7.3 如何避免死锁

1)设置事务的锁等待超时时间 innodb_lock_wait_timeout
2)设置开启死锁检测功能 innodb_deadlock_detect
3)为表建立合理的索引,减少表锁发生的概率
4)如果业务允许,可以降低隔离级别,比如选用 提交读 Read Committed 隔离级别,从而避免间隙锁导致死锁
5)建议开发人员尽量使用更合理的业务逻辑,比如多表操作时以固定顺序访问表,尽量避免同时锁定多个资源
6)建议开发人员尽量保持事务简短,减少对资源的占用时间和占用范围
7)建议开发人员在读多写少的场景下采用乐观锁机制 

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