【数据库】数据库事务原理

事务特性

https://blog.csdn.net/zxcyxg123/article/details/132020499

MVCC

MVCC（Multi-Version Concurrency Control），即多版本并发控制，是一种并发控制的方法，主要用于数据库管理系统中，以实现对数据库的并发访问。以下是对MVCC的详细解释：

目的：MVCC的主要目的是允许多个用户同时访问数据库，而不会导致数据冲突和不一致性。它通过在系统中维护多个版本的数据来实现这一目的。
工作原理：
- 当每个事务启动时，系统会为其分配一个唯一的事务ID。
- 当一个事务要访问数据库中的某个数据时，系统会检查该数据的版本号和事务的启动时间。如果该数据的版本号早于该事务的启动时间，则该事务可以访问该数据；否则，该事务需要等待其他事务完成对该数据的访问。
- 当一个事务修改某个数据时，系统会为该数据创建一个新版本号，并将修改后的数据存储在一个新的位置。同时，旧版本的数据仍然可用供其他事务访问。
- 当一个事务提交时，系统会将其所做的所有修改操作都合并到数据库中，同时删除旧版本的数据。
优点：
- 提高并发访问数据库的效率。
- 减少数据冲突和不一致性的发生。
- 避免了在写操作进行时锁定整个表或记录，从而提高了系统的吞吐量和性能。
- 使得事务可以看到一个一致的数据视图，不管它们需要运行多久。
使用场景：
- 读多写少的系统：在这种系统中，冲突的可能性较小，因此MVCC能提供较高的并发性能。
- 实时系统：在实时系统中，读取的延迟需要尽可能地小。MVCC能通过读取旧的数据版本，避免由于等待写操作而产生的延迟。
- 分布式系统：在分布式系统中，因为网络延迟和节点故障的存在，事务可能需要较长的时间才能完成。MVCC能使得这些长时间的事务不会阻塞其他的读或写操作。
实现方式：不同的数据库系统对MVCC的实现方式可能有所不同。例如，在MySQL的InnoDB存储引擎中，MVCC（多版本并发控制）的实现方式独特而高效。InnoDB通过为每一行记录添加两个额外的隐藏字段来实现MVCC，这两个字段并不直接存储数据被创建或删除的实际时间，而是存储了与这些事件相关联的系统版本号（通常称为“trx_id”和“roll_ptr”）。

“trx_id”字段用于表示最近一次修改该行记录的事务ID。每当一个事务修改某一行数据时，该行的“trx_id”字段就会被更新为该事务的ID。

“roll_ptr”字段是一个指向回滚段（undo log）中旧版本数据的指针。当事务修改数据时，旧的数据版本会被保存在回滚段中，并通过“roll_ptr”与新版本的数据相关联。这样，其他事务在需要读取该行数据的旧版本时，就可以通过“roll_ptr”找到相应的回滚段记录。

通过这种方式，InnoDB能够同时支持多个事务并发访问同一行数据，而无需进行加锁操作。每个事务都可以读取到该行数据的一个“快照”，这个“快照”是该事务开始时刻该行数据的版本。即使其他事务在此期间修改了该行数据，也不会影响到当前事务读取的数据版本。

例子

老袁的账户余额100元，老张转了100元给老袁，老袁消费了50元，同时发生

Oracle

默认隔离级别：读已提交

事务A	事务B
开启事务	开启事务
select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
update user_account set balance = balance + 100 where user_name = 'oldYuan';// 200
	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
提交事务
	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 200
	提交事务

看这个例子（错误）

事务A	事务B
开启事务	开启事务
select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
update user_account set balance = balance + 100 where user_name = 'oldYuan';// 200
	update user_account set balance = balance - 50 where user_name = 'oldYuan';// 50
提交事务
select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 200
	提交事务
	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 50

正确的如下

事务A	事务B
开启事务	开启事务
select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
update user_account set balance = balance + 100 where user_name = 'oldYuan';// 200 写锁
	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
	update user_account set balance = balance - 50 where user_name = 'oldYuan';// 阻塞
提交事务释放写锁	……
	update user_account set balance = balance - 50 where user_name = 'oldYuan';// 200 - 50 = 150
	提交事务

MySql

默认隔离级别：可重复读

事务A	事务B
开启事务	开启事务
select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
update user_account set balance = balance + 100 where user_name = 'oldYuan';// 200
提交事务
	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
	提交事务

看这个例子（错误）

事务A	事务B
开启事务	开启事务
select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
update user_account set balance = balance + 100 where user_name = 'oldYuan';// 200
提交事务
	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
	update user_account set balance = balance - 50 where user_name = 'oldYuan'; // 100 - 50 = 50?
	提交事务

正确如下

事务A	事务B
开启事务	开启事务
select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
update user_account set balance = balance + 100 where user_name = 'oldYuan';// 200
提交事务
	select balance from user_account where user_name = 'oldYuan';// 100
	update user_account set balance = balance - 50 where user_name = 'oldYuan';// update执行时，会使用最新版本的数据，结果是150，正确
	提交事务