数据库知识点整理（一）

（一）事务

1、请你说一下数据库事务以及四个特性

• 数据库事务：并发控制的基本单位，是一个操作序列，这些操作要么全部执行，要么全部不执行。
• 为什么要有事务呢？ 就是为了保证数据的最终一致性。（通俗来说就是一组SQL语句，而且这组SQL要么同时都执行成功要么同时都不成功。）
• 四个典型特性，即ACID，原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）

（1） 原子性

• 事务作为一个整体被执行，包含在其中的数据库的操作要么全部都执行，要么都不执行

（2）一致性

• 事务开始前和后，数据不会被破坏

（3） 隔离性

• 多个事务并发访问时，事务之间是相互隔离的，一个事务不应该被其他事务干扰

（4） 持久性

• 事务完成提交后，该事务对数据库的操作更改，将持久地保存在数据库之中

2、事务并发存在的问题

（1） 脏读：如果一个事务读取到了另一个未提交事务修改过的数据，我们就称发生了脏读现象。

（2） 不可重复读：同一个事务内，前后多次读取，读取到的数据内容不一致

（3） 幻读：如果一个事务先根据某些搜索条件查询出一些记录，在该事务未提交时，另一个事务写入了一些符合那些搜索条件的记录（如insert、delete、update）

3、 并发数据库中丢失修改问题的解决办法

• 采用一个时间戳字段记录哪个事务先修改的记录。时间戳不是一个时间，而类似于一个自动增长字段，但它有一个特点，就是每次更新某条记录时，会自动更新为一个新的时间戳数据。在SQL Server中，设置为一个字段为timestamp数据类型，读取时可以使用varbinary类型读取。
• 主要思路是：读取剩余票数时就同时读取该记录的时间戳，当更新记录时，判断时间戳是否与原来读取的相同，如果不同，说明已经有一个事务修改了这条记录，就让当前事务失败。

4、请你说一说数据库事务隔离（为了解决事务并发存在的问题）

（1） 读未提交

• 只限制了两个数据不能同时修改，但是修改数据的时候，即使事务未提交，都是可以被别的事务读取到的，这级别的事务隔离有脏读、重复读、幻读的问题；

（2） 读已提交

• 当前事务只能读取到其他事务提交的数据，所以这种事务的隔离级别解决了脏读问题，但还是会存在重复读、幻读问题；

（3） 可重复读

• 限制了读取数据的时候，不可以进行修改，所以解决了重复读的问题，但是读取范围数据的时候，是可以插入数据，所以还会存在幻读问题；

（4） 串行化

• 所有事务都是进行串行化顺序执行的。可以避免脏读、不可重复读与幻读所有并发问题。但是这种事务隔离级别下，事务执行很耗性能。

（二）MVCC（Multi-Version Concurrency Control）多版本并发控制

1、定义

• MVCC 是一种并发控制的方法，一般在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问。实现读取数据不用加锁，可以让读取数据同时修改。修改数据时同时可读取。
• 通俗的讲，数据库中同时存在多个版本的数据，并不是整个数据库的多个版本，而是某一条记录的多个版本同时存在，在某个事务对其进行操作的时候，需要查看这一条记录的隐藏列事务版本id，比对事务id并根据事物隔离级别去判断读取哪个版本的数据。
• 数据库隔离级别读已提交、可重复读 都是基于MVCC实现的，相对于加锁简单粗暴的方式，它用更好的方式去处理读写冲突，能有效提高数据库并发性能。
• 所谓的MVCC指的就是在使用READ COMMITTD、REPEATABLE READ这两种隔离级别的事务在执行普通的SEELCT操作时访问记录的版本链的过程，这样子可以使不同事务的读-写、写-读操作并发执行，从而提升系统性能。

2、 关键知识点

（1） 事务版本号

• 事务每次开启前，都会从数据库获得一个自增长的事务ID，可以从事务ID判断事务的执行先后顺序。这就是事务版本号。

（2） 隐式字段

• 对于InnoDB存储引擎，每一行记录都有两个隐藏列trx_id（当前事务版本号）、roll_pointer（回滚指针），如果表中没有主键和非NULL唯一键时，则还会有第三个隐藏的主键列row_id。

（3） 回滚日志（ undo log）

• 用于记录数据被修改前的信息。在表记录修改之前，会先把数据拷贝到undo log里，如果事务回滚，即可以通过undo log来还原数据。
• 用途：事务回滚时，保证原子性和一致性。用于MVCC快照读

（5） 版本链

• 多个事务并行操作某一行数据时，不同事务对该行数据的修改会产生多个版本，然后通过回滚指针（roll_pointer），连成一个链表，这个链表就称为版本链。

（6） 快照读和当前读

• 快照读： 读取的是记录数据的可见版本（有旧的版本）。不加锁,普通的select语句都是快照读。
  • MVCCC是“维持一个数据的多个版本，使读写操作没有冲突”的一个抽象概念。这个概念需要具体功能去实现，这个具体实现就是快照读。

`select * from core_user where id > 2;`

• 当前读：读取的是记录数据的最新版本，显式加锁的都是当前读

select * from core_user where id > 2 for update;select * from account where id>2 lock in share mode;

（7） Read View

• 定义：事务执行SQL语句时，产生的视图。实际上在innodb中，每个SQL语句执行前都会得到一个Read View。
• 作用：用来做可见性判断的，即判断当前事务可见哪个版本的数据

3、原理分析

• 通过版本链、undo日志、Read View来实现

4、解决了哪些问题

• 并发读-写时：可以做到读操作不阻塞写操作，同时写操作也不会阻塞读操作。
• 解决脏读、幻读、不可重复读等事务隔离问题，但不能解决上面的写-写 更新丢失问题
  • MVCC + 锁：MVCC解决读写冲突，悲观锁解决写写冲突