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面试官:Msyql事务的ACID特性
正确的理解事务概念是接触和了解数据库系统的其他高级特性的前提。事务就是一组原子性的SQL查询,或者说一个独立的工作单元。如果数据库引擎能够成功地对数据库应用该组查询的全部语句,那么就执行该组查询。如果其中有任何一条语句因为崩溃或其他原因无法执行,那么所有的语句都不会执行。也就是说,事务内的语句,要么全部执成功,要么全部执行失败。
银行应用是解释事务必要性的一个经典例子。假设一个银行的数据库有两张表:支票(checking)表和储蓄(savings)表。现在要从用户Jane的支票账户转移200美元到她的储蓄账户,那么需要至少三个步骤:
1.检查支票账户的余额高于200美元。
2.从支票账户余额中减去200美元。
3.在储蓄账户余额中增加200美元。
上述三个步骤的操作必须打包在一个事务中,任何一个步骤失败,则必须回滚所有的步骤。
可以用START TRANSACTION语开始一个事务,然后要么使用COMMIT提交事务将修改的数据持久保留,要么使用ROLLBACK撤销所有的修改。事务SQL的样本如下:
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM checking WHERE customer id =10233276;
UPDATE checking SET balance = balance - 20000 WHERE customer id = 10233276;
UPDATE savings SET balance = balance + 200.00 WHERE customer id = 10233276;
COMMIT;
单纯的事务概念并不是故事的全部。试想一下,如果执行到第四条语句时服务器崩溃了会发生什么?天知道,用户可能会损失 200美元。再假如,在执行到第三条语句和第四条语句之间时,另外一个进程要删除支票账户的所有余额,那么结果可能就是银行在不知道这个逻辑的情况下白白给了Jane 200美元。
除非系统通过严格的ACID测试,否则空谈事务的概念是不够的。ACID 表示原子性(atomicity)、一致性 (consistency)、隔离性 (isolation)和持性 (durability)。一个运行良好的事务处理系统,必须具备这些标准特征。
原子性(atomicity)
一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元,整个事务中的所有操作要么全部提交成功,要么全部失败回滚,对于一个事务来说,不可能只执行其中的一部分操作,这就是事务的原子性。
一致性 (consistency)
数据库总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态。在前面的例子中一致性确保了,即使在执行第三、四条语句之间时系统崩溃,支票账户中也不会损失200美元因为事务最终没有提交,所以事务中所做的修改也不会保存到数据库中
隔离性(isolation)
通常来说,一个事务所做的修改在最终提交以前,对其他事务是不可见的。在前面的例子中,当执行完第三条语句、第四条语句还未开始时,此时有另外一个账户汇总程序开始运行,则其看到的支票账户的余额并没有被减去200美元。如果你了解隔离级别(Isolation level)的时候,就会发现为什么我们要说“通常来说”是不可见的。
持久性(durability)
一旦事务提交,则其所做的修改就会永久保存到数据库中。此时即使系统崩溃,修改的数据也不会丢失。持久性是个有点模糊的概念,因为实际上持久性也分很多不同的级别。有些持久性策略能够提供非常强的安全保障,而有些则未必。而且不可能有能做到100%的持久性保证的策略(如果数据库本身就能做到真正的持久性,那么备份又怎么能增加持久性呢?)。
事务的ACID特性可以确保银行不会弄丢你的钱。而在应用逻辑中,要实现这一点非常难,甚至可以说是不可能完成的任务。一个兼容ACID的数据库系统,需要做很多复杂但可能用户并没有觉察到的工作,才能确保ACID的实现。
就像锁粒度的升级会增加系统开销一样,这种事务处理过程中额外的安全性,也会需要数据库系统做更多的额外工作。一个实现了ACID的数据库,相比没有实现ACID的数据库,通常会需要更强的CPU处理能力、更大的内存和更多的磁盘空间。这也正是MySQL的存储引擎架构可以发挥优势的地方。用户可以根据业务是否需要事务处理,来选择合适的存储引擎。对于一些不需要事务的查询类应用,选择一个非事务型的存储引擎,可以获得更高的性能。即使存储引擎不支持事务,也可以通过LOCKTABLES语句为应用提供一定程度的保护,这些选择用户都可以自主决定。
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