寫在開頭

在探索數(shù)據(jù)管理的世界中，理解如何在數(shù)據(jù)庫中使用事務處理，無疑是一項關鍵的能力。在處理復雜的數(shù)據(jù)庫操作，尤其是在你試圖在多個表或數(shù)據(jù)庫中更新數(shù)據(jù)時，事務可以確保這些更改具有原子性、一致性、隔離性和持久性，即ACID。因此，掌握事務對任何數(shù)據(jù)庫專業(yè)人員來說都是必不可少的。

1. 事務的基本概念

定義事務（Transaction）是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行處理的一個程序執(zhí)行單位。一般來說，一個事務從BEGIN TRANSACTION語句開始，經(jīng)過一組DML（如INSERT、UPDATE、DELETE）或DDL（如CREATE、ALTER、DROP等）的SQL操作，然后以COMMIT或ROLLBACK語句結束。這是最簡單、最典型的事務開始和結束的方式。

1.1 了解事務的ACID屬性

事務的重要性在于它們滿足了許多企業(yè)級應用所需的四大特性，即ACID：

• 原子性(Atomicity)： 原子性確保操作要么全都進行，要么全都不進行。換句話說，如果一個事務涉及到多個步驟（比如向兩個不同的表插入數(shù)據(jù)），那么要么所有步驟都成功，要么整個事務回滾，保持數(shù)據(jù)的一致性。

• 一致性(Consistency)： 事務開始之前和結束之后，數(shù)據(jù)庫的完整性必須得到維護。也就是說，事務必須使數(shù)據(jù)庫從一個一致狀態(tài)轉移到另一個一致狀態(tài)。例如，如果一個事務涉及到轉賬操作，無論事務是否成功，轉出和轉入賬戶的總金額都應保持一致。

• 隔離性(Isolation)： 隔離性保證并發(fā)運行的事務的變更是隔離的，也就是發(fā)生在隔離級別下的并發(fā)事務，它們各自的修改對其他并發(fā)運行的事務是不可見的，除非事務提交。

• 持久性(Durability)： 一旦事務提交，對數(shù)據(jù)庫的更改就將被永久保持，即使系統(tǒng)有了故障，通過日志和數(shù)據(jù)庫恢復機制仍能找回數(shù)據(jù)。

1.2 事務的起始與結束

事務開始是通過BEGIN TRANSACTION語句表示的。它告訴數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS），我們即將開始一組作為單個工作單位進行的操作。一旦BEGIN TRANSACTION命令執(zhí)行后，那么接下來的數(shù)據(jù)庫操作將會在事務的保護下運行。

事務的結束可以有兩種方式：

• COMMIT： 在所有的數(shù)據(jù)庫操作都成功執(zhí)行后，我們可以提交事務。這個操作實際告訴DBMS，操作是成功的，可以將數(shù)據(jù)持久化到磁盤上。一旦COMMIT命令被執(zhí)行，事務結束，而且不能回滾。
• ROLLBACK： 如果在操作過程中出現(xiàn)了錯誤，或者用戶執(zhí)行了一個撤銷操作，那么我們可以回滾事務。簡單地說，ROLLBACK操作將數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)恢復到BEGIN TRANSACTION之前。

2. 事務的隔離級別

2.1 不同的隔離級別比較

在MySQL中，事務隔離級別是一個核心概念，用來控制同時運行的交易如何“隔離”或與偶然影響彼此的問題。它可以定義為四個級別：

• **讀未提交（Read uncommitted)：**這是最低的隔離級別，允許事務查看尚未提交的更改。在這個級別下，一個事務可以看到另一個事務未提交的結果，有可能導致“臟讀”（Dirty Reads）問題。

• **讀提交（Read committed)：**這是大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的默認隔離級別。MySQL官方文檔建議的隔離級別。在這個級別下，一個事務只能看見已經(jīng)提交的事務所做的更改，避免了“臟讀”，但仍然可能發(fā)生“不可重復讀”和“幻讀”等問題。

• **可重復讀（Repeatable read)：**這是MySQL的默認隔離級別。在一個事務內部，多次讀取的結果是一致的，即使在此期間有其他事務進行了修改。它解決了“不可重復讀”的問題，但可能導致“幻讀”。

• **串行化（Serializable)：**所有并發(fā)事務都被轉化為順序運行。即，在同一時間內，只能有一個事務在運行，徹底杜絕了一切并發(fā)產(chǎn)生的問題，但是效率低下。

2.2 選擇合適的隔離級別

在實際應用中，選擇正確的隔離級別是至關重要的。如果需要確保數(shù)據(jù)庫的絕對一致性，最好使用Serializable隔離級別，即使這可能犧牲了部分性能。但是在需要高并發(fā)、高吞吐率的應用場景下，比如高流量的Web應用，較低的隔離級別，如讀提交，可能是更好的選擇。

不僅如此，MySQL提供的InnoDB存儲引擎通過實現(xiàn)多版本并發(fā)控制(MVCC)和Next-Key Lock等技術，可以在Repeatable read隔離級別下避免“臟讀”、“不可重復讀”和“幻讀”問題，同時保持高并發(fā)性能。

設置隔離級別的語句很簡單，如設置為 Serializable，只需執(zhí)行以下語句：

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;

3. 事務的異常處理

當我們在數(shù)據(jù)庫中進行事務處理時，需要考慮可能出現(xiàn)的一切異常并準備好相應的解決方案。在MySQL中，我們有以下幾種方式可以處理事務的異常。

3.1 事務中的異常處理機制

在MySQL中，處理事務中異常的基本策略是：如果發(fā)生了一個錯誤，那么當前正在進行的事務將會被終止并回滾。

假設你試圖在一個事務中插入一個違反數(shù)據(jù)庫完整性規(guī)則的數(shù)據(jù)，例如，試圖插入一個已經(jīng)存在的唯一鍵。在這種情況下，MySQL將會引發(fā)一個錯誤，并停止當前的事務。這種情況下，你可以選擇讓MySQL引發(fā)的錯誤傳播到客戶端，或者在應用程序中捕捉這個錯誤并進行恢復。

對于MySQL來說，一種有效的異常處理方法是使用聲明式條件處理程序。你可以設置一個處理程序，讓數(shù)據(jù)庫捕捉特定的錯誤并執(zhí)行一段代碼。這可以用來記錄錯誤，或者讓事務回滾到一個安全的狀態(tài)。

3.2 使用SAVEPOINT實現(xiàn)更靈活的事務控制

除了基本的COMMIT和ROLLBACK之外，MySQL還提供了一個用于更復雜事務控制的功能：SAVEPOINT。SAVEPOINT允許你在事務中標記一個點，你可以隨時回滾到這個點，而不是必須回滾整個事務。

例如，假設你有一個用戶注冊過程，需要在幾個表中插入數(shù)據(jù)。在這個過程中，你可以在每次插入數(shù)據(jù)之前設置一個SAVEPOINT。如果一次插入失敗，你可以回滾到最近的SAVEPOINT，而不是取消整個注冊過程。

使用SAVEPOINT的語法如下：

SAVEPOINT savepoint_name;

你可以通過ROLLBACK命令回滾到一個SAVEPOINT，語法如下：

ROLLBACK TO SAVEPOINT savepoint_name;

在多步驟的事務中，使用SAVEPOINT可以為你的錯誤處理機制提供更靈活的控制。當然，它也會增加一些復雜性，因此使用時需要小心。

3.3 處理事務異常的主要方式

3.3.1 錯誤處理

當事務過程中遇到錯誤，例如違反了數(shù)據(jù)的完整性約束（例如，重復的主鍵值），MySQL會停止事務并拋出一個錯誤。這個錯誤可以被應用程序捕獲并處理，例如，提醒用戶輸入了無效的數(shù)據(jù)或一些別的處理方式。MySQL也提供了一種錯誤處理機制，稱為聲明式條件處理器（DECLARE CONDITION）。這是一種存儲在數(shù)據(jù)庫中的的錯誤處理程序，可以捕獲和處理SQL錯誤。程序員可以定義一段處理異常事務的代碼并存儲在數(shù)據(jù)庫中，當發(fā)生異常時自動調用并處理。

例如，你可以將特殊的錯誤代碼關聯(lián)到MySQL預定義的一個錯誤條件，然后為這個條件定義一個特定的處理程序，用于捕獲異常并進行處理。

DECLARE CONTINUE HANDLER FOR SQLEXCEPTION
BEGIN
  -- 當異常出現(xiàn)時，執(zhí)行的代碼
END;

重試事務：
在MySQL中，你可以在存儲過程中包裝事務處理代碼，然后在發(fā)生錯誤時再次調用這個存儲過程。以下是一個簡單例子。

DELIMITER $$
CREATE PROCEDURE retryTransaction()
BEGIN
  DECLARE retry INT DEFAULT 3;
  DECLARE CONTINUE HANDLER FOR SQLEXCEPTION
    BEGIN
      SET retry= retry - 1;
      IF retry > 0 THEN retryTransaction; END IF;
    END;

  START TRANSACTION;
    -- Your SQL operations
  COMMIT;
END$$
DELIMITER ;
CALL retryTransaction();

降級鎖定：
降級鎖定在MySQL的行級鎖定中實現(xiàn)?？梢酝ㄟ^鎖定和解鎖某些行來實現(xiàn)。

START TRANSACTION;
SELECT column FROM table FOR UPDATE; -- 獲取寫鎖
-- 進行一些修改
SELECT column FROM table LOCK IN SHARE MODE; -- 降級為讀鎖
COMMIT;

使用容錯系統(tǒng)：
這不是MySQL語句，而是在系統(tǒng)或硬件級別進行的。一種常見的容錯技術是設置數(shù)據(jù)的RAID陣列。
使用更低的事務隔離級別：
在MySQL中，你可以使用SET TRANSACTION語句來設置事務的隔離級別。

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;
-- Your SQL operations
COMMIT;

使用編譯時和運行時檢查：

-- 編譯時檢查
CREATE TABLE table1 (
    id INT NOT NULL,
    column1 VARCHAR(50) NOT NULL CHECK (LENGTH(column1) > 0)
);

-- 運行時檢查
START TRANSACTION;
INSERT INTO table1 (id, column1) VALUES(NULL, ""); -- 這將引發(fā)一個錯誤
COMMIT;

3.3.2 錯誤恢復

當一個錯誤發(fā)生并被捕獲后，MySQL事務可以選擇回滾（ROLLBACK）。回滾操作會撤銷事務中的全部或部分修改，將數(shù)據(jù)庫返回到一致的、錯誤未發(fā)生之前的狀態(tài)。如果在事務中定義了一個或多個保存點（SAVEPOINT），可以選擇回滾到某個特定的保存點。

例如：

START TRANSACTION;
SAVEPOINT sp1;
-- 一些 SQL 語句
SAVEPOINT sp2;
-- 一些 SQL 語句
-- 發(fā)生錯誤，回滾到保存點 sp1
ROLLBACK TO SAVEPOINT sp1;
COMMIT;  -- 提交事務

在這個例子中，如果發(fā)生錯誤，事務不會完全回滾，而是回滾到保存點sp1。這給了開發(fā)者在復雜事務中處理錯誤更多的靈活性。

3.4 觸發(fā)器異常處理

在MySQL中，觸發(fā)器作為數(shù)據(jù)庫的存儲程序，同樣能使用聲明式條件處理器(DECLARE CONDITION) 來處理發(fā)生的異常。而MySQL中的觸發(fā)器錯誤處理主要有四個步驟：

聲明錯誤：

使用 DECLARE CONDITION 語句聲明一個特定的錯誤。例如，你可能希望捕捉主鍵沖突的錯誤，你可以聲明一個錯誤 CONDITION。

DECLARE duplicate_key CONDITION FOR SQLSTATE '23000';

其中，“duplicate_key”是我們給這個錯誤條件自定義的名字，'23000’是SQL標準的狀態(tài)代碼，代表一個唯一性約束被違反。

聲明處理器：

在確定了錯誤類型后，需要聲明一個處理器來決定發(fā)生預期錯誤時采取的行動?？梢允褂?DECLARE HANDLER 語句來聲明錯誤處理程序。

DECLARE CONTINUE HANDLER FOR duplicate_key
BEGIN
 --錯誤處理代碼
END;

在拋出“duplicate_key”錯誤條件時，這段代碼塊就會被執(zhí)行。

SQL語句：
在聲明了錯誤和處理器后，就可以編寫可能會引發(fā)錯誤的SQL語句。

觸發(fā)錯誤處理：

當SQL語句中拋出的錯誤與你聲明的錯誤 CONDITION 匹配時，MySQL就會調用你聲明的處理代碼。

CREATE TRIGGER sample_trigger BEFORE INSERT ON sample_table
FOR EACH ROW
BEGIN
  DECLARE duplicate_key CONDITION FOR SQLSTATE '23000';
  DECLARE CONTINUE HANDLER FOR duplicate_key
  BEGIN
    -- 錯誤處理代碼
  END;

  -- 常規(guī)SQL語句
END;

寫在最后

事務處理是數(shù)據(jù)庫管理的重要組成部分，理解事務和掌握事務處理技術，對于確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性至關重要。只有掌握事務處理，我們才能編寫出可以優(yōu)雅地處理錯誤和異常，以及有效地管理并發(fā)操作的應用。希望通過本篇博文，對MySQL事務處理有了進一步的認識和理解。在接下來的學習中，希望你們可以通過實踐，逐漸熟練這個重要的技術。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-811469.html

到了這里，關于MySQL修煉手冊11：事務處理：確保數(shù)據(jù)的一致性與完整性的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！