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数据库事务未提交(数据库事务管理)

时间:2023-07-19 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 钓鱼百科

数据库事务管理无论是开发APP还是网站都离不开数据库,无论是往数据库里读还是写数据都离不开事务管理,事务管理的核心是锁和并发,采用同步控制的方式保证并发的情况下性能尽可能高服务器每个处理器单位时间内只能做一件事,要。

无论是开发APP还是网站都离不开数据库,无论是往数据库里读还是写数据都离不开事务管理,事务管理的核心是锁和并发,采用同步控制的方式保证并发的情况下性能尽可能高。服务器每个处理器单位时间内只能做一件事,要么读取数据、要么写入数据。

​当多个人去读、写操作时,比如很火的吃鸡游戏,如果不加访问控制,系统势必会产生冲突,服务器就会瘫痪。而事务相当于在读、写操作之外增加了同步的模块,进而保证只有一个线程进入事务当中,而其他线程不会进入,从而避免服务器瘫痪。​事务管理的四大特性分别是:原子型、一致性、隔离性和持久性。

原子性:原子性指的是事务中包含的所有操作要么全做,要么全不做。

一致性:一致性是指在事务开始以前,数据库处于一致性的状态,事务结束后,数据库也必须处于一致性的状态。

隔离性:隔离性要求系统必须保证事务不受其他并发执行的事务的影响。

持久性:持久性是指一个事务一旦成功完成,它对数据库的改变必须是永久的,即使是在系统遇到故障的情况下也不会丢失,数据的重要性决定了事务的持久性的重要。

​事务管理的步骤叫做事务单元。事务单元是通过开始然后提交(Begin-Traction、Commit和Rollback之间所有针对数据的写入、读取的操作都应该添加同步访问),开始和提交之间就是一个同步的事务单元,事务单元之间的Happen-Before关系中的四种关系:读写、写读、读读、写写。所有事务之间的关系都可以抽象成这四种之一来对应现在所有的业务逻辑处理。

如要建立一个基于人员信息的索引、从数据库中读取一行记录、向数据库中写入一行记录,同时更新这行记录的所有索引、删除整张表等都是一个事务单元,事务单元的实现方式Two Phase Lock(2PL)是数据库中非常重要的一个概念。

数据库操作Insert、Update、Add、Delete都是先读再写的操作,例如Insert操作是先读取数据,读取之后判读数据是否存在,如果不存在,则写入该数据,如果数据存在,则返回错误。假设在该场景下没有读操作,只是单纯写入数据,则数据本身并没有事务操作,别的操作与之类似。数据库利用这些操作的特性,在每一次查询过程中,只要查到数据,就会在该数据上加锁。所有被读取的数据都已加锁,不会再被其他人读到,也就是说对数据进行的中间操作状态对所有人都不可见,当所有中间状态完成后,提交操作时,解开锁,此时数据对所有系统可见,只能看到两种状态,比如开始时,A有1000元,B是穷光蛋;结束时,B有1000元,A是穷光蛋,而中间A的钱如何转移到B身上的过程被锁隐藏掉了,这个操作就是数据库中处理事务的最标准的方式。

​事务中的Trx2(JoeLock)与其他事务不相关,因此可以并行执行;Trx1需要Lock两个数据Boblock和Smithlock,而Trx3同样需要Lock这两个数据,因此Trx3必须等待,且等待在Boblock上;Joe事务会先结束,Trx3会等到Trx1完成后才会开始。处理事务的常见方法处理事务的常见方法有排队法、排他锁、读写锁、MVCC等方式。

排队法 :事务处理中最重要也是最简单的方案是排队法,单线程地处理一堆数据。在Redis中,如果数据全部在内存中,则单线程处理所有Put、Get操作效率最高。这是因为多线程本质是CPU模拟多个线程,这种模拟是以上下文切换为代价,而对于内存的数据库来说,没有上下文切换时效率最高。单个CPU绑定一块内存的数据,针对这块数据做多次读写操作时都是在单个CPU上完成的,单线程处理方式在内存的情况是效率是最优的。那么什么时候事务需要用到多线程呢?这个问题的本质取决于下层所使用的存储,如果是内存操作,则可以动态地申请和销毁内存块;而磁盘的IOPS很低,但吞吐量很高。如果一个场景涉及多次读写操作,单线程可以很高的效率对于内存进行读写操作。由于磁盘的IOPS仅为内存的几千分之一,如果依旧用操作内存的方式操作磁盘,那系统的整体性能将会很低,这意味着必须将大量的读写操作聚合成一个Batch后再提交时才能达到较好的性能。而将大量请求攒到一起的方式一是异步,也就是请求本身和线程不绑定,线程可以不Block(本质来说还是一种多线程的方式),处理完一个线程后再处理其他线程。这种做法的核心是将大量不同的请求提交到一个Buff设备中,多线程或异步非常常见,在设计系统时,面对磁盘、网络、SSD等慢速设备必须考虑使用多线程。

排他锁:有些场景不适合用单线程操作,可以利用排他锁的方式来快速隔离并发读写事务。数据库中有一些事务单元是共享的,如事务单元1是共享的,事务单元2/3共享数据;针对事务单元2/3共享数据的所有读写Block住,事务单元1单独用一个锁来控制,用这种方式完成系统的访问控制。

​读写锁:如果是一个只读的事务,例如只对数据进行查询操作,在该过程中数据一定不被修改,因此多个查询操作可以并行执行,因此一种针对读读场景的优化自然而然产生读写锁。读写锁的核心是在多次读的操作中,同时允许多个读者来访问共享资源,提高并发性。

MVCC:在最初的数据库事务实现中是不存在MVCC的,本质是Copy On Write,也就是每次写都是以重新开始一个新的版本的方式写入数据,因此数据库中也就包含了之前的所有版本。在数据读的过程中,先申请一个版本号,如果该版本号小于正在写入的版本号,则数据一定可以查询到,无需等到新版本完全写完即可返回查询结果。这种方式可以在读读不阻塞的前提下,实现读写/写读不阻塞,尽可能保证所有的读操作并行,而写操作串行。

事务的调优思路是在不影响业务应用的前提下用最科学的方法进行调度:

第一,尽可能减少锁的覆盖范围,例如Myisam表锁到Innodb的行锁就是一个减少锁覆盖范围的过程;对于原位锁(排他锁、读写锁等)可变为MVCC多版本(本质仍然是减少锁的范围)。

第二,增加锁上可并行的线程数,例如读锁和写锁的分离,允许并行读取数据。

第三,选择正确锁类型,确保服务器并发控制良好。

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