mysql 分布式事务为什么要 序列化

分布式事务是指不同数据库之间的事务。

比如：A数据库中的a1表，我新增一条数据。 B数据库中的b1表，我更新一条数据

如果是分布式事务，这两步 *** 作新增和更新要么都做，要么都不做

事务的隔离级别有4种，由低到高分别为Read uncommitted 、Read committed 、Repeatable read 、Serializable 。事物的并发 *** 作中可能休闲脏读，不可重复读，幻读。

1、第一种隔离级别：Read uncommitted（读未提交）

如果一个事务已经开始写数据，则另外一个事务不允许同时进行写 *** 作，但允许其他事务读此行数据，该隔离级别可以通过“排他写锁”，但是不排斥读线程实现。这样就避免了更新丢失，却可能出现脏读，也就是说事务B读取到了事务A未提交的数据。

解决了更新丢失，但还是可能会出现脏读。

2、第二种隔离级别：Read committed（读提交）

如果是一个读事务(线程)，则允许其他事务读写，如果是写事务将会禁止其他事务访问该行数据，该隔离级别避免了脏读，但是可能出现不可重复读。事务A事先读取了数据，事务B紧接着更新了数据，并提交了事务，而事务A再次读取该数据时，数据已经发生了改变。

解决了更新丢失和脏读问题。

3、第三种隔离级别：Repeatable read（可重复读取）

可重复读取是指在一个事务内，多次读同一个数据，在这个事务还没结束时，其他事务不能访问该数据，这样就可以在同一个事务内两次读到的数据是一样的，因此称为是可重复读隔离级别，读取数据的事务将会禁止写事务，写事务则禁止任何其他事务，这样避免了不可重复读和脏读，但是有时可能会出现幻读。

读取数据的事务可以通过“共享读镜”和“排他写锁”实现。

解决了更新丢失、脏读、不可重复读、但是还会出现幻读。

4、第四种隔离级别：Serializable（可序化）

提供严格的事务隔离，它要求事务序列化执行，事务只能一个接着一个地执行，但不能并发执行，如果仅仅通过“行级锁”是无法实现序列化的，必须通过其他机制保证新插入的数据不会被执行查询 *** 作的事务访问到。

序列化是最高的事务隔离级别，同时代价也是最高的，性能很低，一般很少使用，在该级别下，事务顺序执行，不仅可以避免脏读、不可重复读，还避免了幻读。

事务的基本要素（ACID）

1、原子性（Atomicity）：事务开始后所有 *** 作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错，会回滚到事务开始前的状态，所有的 *** 作就像没有发生一样。也就是说事务是一个不可分割的整体，就像化学中学过的原子，是物质构成的基本单位。

2、一致性（Consistency）：事务开始前和结束后，数据库的完整性约束没有被破坏 。比如A向B转账，不可能A扣了钱，B却没收到。

3、隔离性（Isolation）：同一时间，只允许一个事务请求同一数据，不同的事务之间彼此没有任何干扰。比如A正在从一张yhk中取钱，在A取钱的过程结束前，B不能向这张卡转账。

4、持久性（Durability）：事务完成后，事务对数据库的所有更新将被保存到数据库，不能回滚。

事务隔离级别 - 百度百科

术式之后皆为逻辑，一切皆为需求和实现。希望此文能从需求、现状和解决方式的角度帮大家理解隔离级别。

隔离级别的产生

在串型执行的条件下，数据修改的顺序是固定的、可预期的结果，但是并发执行的情况下，数据的修改是不可预期的，也不固定，为了实现数据修改在并发执行的情况下得到一个固定、可预期的结果，由此产生了隔离级别。

所以隔离级别的作用是用来平衡数据库并发访问与数据一致性的方法。

事务的4种隔离级别

READ UNCOMMITTED       未提交读，可以读取未提交的数据。READ COMMITTED         已提交读，对于锁定读(select with for update 或者 for share)、update 和 delete 语句，                       InnoDB 仅锁定索引记录，而不锁定它们之间的间隙，因此允许在锁定的记录旁边自由插入新记录。                       Gap locking 仅用于外键约束检查和重复键检查。REPEATABLE READ        可重复读，事务中的一致性读取读取的是事务第一次读取所建立的快照。SERIALIZABLE           序列化

在了解了 4 种隔离级别的需求后，在采用锁控制隔离级别的基础上，我们需要了解加锁的对象(数据本身&间隙)，以及了解整个数据范围的全集组成。

数据范围全集组成

SQL 语句根据条件判断不需要扫描的数据范围（不加锁）；

SQL 语句根据条件扫描到的可能需要加锁的数据范围；

以单个数据范围为例，数据范围全集包含：（数据范围不一定是连续的值，也可能是间隔的值组成）

1 数据已经填充了整个数据范围：（被完全填充的数据范围，不存在数据间隙）

整形，对值具有唯一约束条件的数据范围 1～5 ，

已有数据1、2、3、4、5，此时数据范围已被完全填充；

整形，对值具有唯一约束条件的数据范围 1 和 5 ，

已有数据1、5，此时数据范围已被完全填充；

2 数据填充了部分数据范围：（未被完全填充的数据范围，是存在数据间隙）

整形的数据范围 1～5 ，

已有数据 1、2、3、4、5，但是因为没有唯一约束，

所以数据范围可以继续被 1～5 的数据重复填充；

整形，具有唯一约束条件的数据范围 1～5 ，

已有数据 2，5，此时数据范围未被完全填充，还可以填充 1、3、4 ；

3 数据范围内没有任何数据（存在间隙）

如下：

整形的数据范围 1～5 ，数据范围内当前没有任何数据。

在了解了数据全集的组成后，我们再来看看事务并发时，会带来的问题。

无控制的并发所带来的问题

并发事务如果不加以控制的话会带来一些问题，主要包括以下几种情况。

1 范围内已有数据更改导致的：

更新丢失：当多个事务选择了同一行，然后基于最初选定的值更新该行时，

由于每个事物不知道其他事务的存在，最后的更新就会覆盖其他事务所做的更新；

脏读： 一个事务正在对一条记录做修改，这个事务完成并提交前，这条记录就处于不一致状态。

这时，另外一个事务也来读取同一条记录，如果不加控制，

第二个事务读取了这些“脏”数据，并据此做了进一步的处理，就会产生提交的数据依赖关系。

这种现象就叫“脏读”。

2 范围内数据量发生了变化导致：

不可重复读：一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，

却发现其读出的数据已经发生了改变，或者某些记录已经被删除了。

这种现象就叫“不可重复读”。

幻读：一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据，

却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据，这种现象称为“幻读”。

可以简单的认为满足条件的数据量变化了。

因为无控制的并发会带来一系列的问题，这些问题会导致无法满足我们所需要的结果。因此我们需要控制并发，以实现我们所期望的结果(隔离级别)。

MySQL 隔离级别的实现

InnoDB 通过加锁的策略来支持这些隔离级别。

行锁包含：

Record Locks

索引记录锁，索引记录锁始终锁定索引记录，即使表中未定义索引，

这种情况下，InnoDB 创建一个隐藏的聚簇索引，并使用该索引进行记录锁定。

Gap Locks

间隙锁是索引记录之间的间隙上的锁，或者对第一条记录之前或者最后一条记录之后的锁。

间隙锁是性能和并发之间权衡的一部分。

对于无间隙的数据范围不需要间隙锁，因为没有间隙。

Next-Key Locks

索引记录上的记录锁和索引记录之前的 gap lock 的组合。

假设索引包含 10、11、13 和 20。

可能的next-key locks包括以下间隔，其中圆括号表示不包含间隔端点，方括号表示包含端点：

(负无穷大, 10]    (10, 11]    (11, 13]    (13, 20]    (20, 正无穷大)        对于最后一个间隔，next-key将会锁定索引中最大值的上方，

左右滑动进行查看

"上确界"伪记录的值高于索引中任何实际值。

上确界不是一个真正的索引记录，因此，实际上，这个 next-key 只锁定最大索引值之后的间隙。

基于此，当获取的数据范围中，数据已填充了所有的数据范围，那么此时是不存在间隙的，也就不需要 gap lock。

对于数据范围内存在间隙的，需要根据隔离级别确认是否对间隙加锁。

默认的 REPEATABLE READ 隔离级别，为了保证可重复读，除了对数据本身加锁以外，还需要对数据间隙加锁。

READ COMMITTED 已提交读，不匹配行的记录锁在 MySQL 评估了 where 条件后释放。

对于 update 语句，InnoDB 执行 "semi-consistent" 读取，这样它会将最新提交的版本返回到 MySQL，

以便 MySQL 可以确定该行是否与 update 的 where 条件相匹配。

总结&延展：

唯一索引存在唯一约束，所以变更后的数据若违反了唯一约束的原则，则会失败。

当 where 条件使用二级索引筛选数据时，会对二级索引命中的条目和对应的聚簇索引都加锁；所以其他事务变更命中加锁的聚簇索引时，都会等待锁。

行锁的增加是一行一行增加的，所以可能导致并发情况下死锁的发生。

例如，

在 session A 对符合条件的某聚簇索引加锁时，可能 session B 已持有该聚簇索引的 Record Locks，而 session B 正在等待 session A 已持有的某聚簇索引的 Record Locks。

session A 和 session B 是通过两个不相干的二级索引定位到的聚簇索引。

session A 通过索引 idA，session B通过索引 idB 。

当 where 条件获取的数据无间隙时，无论隔离级别为 rc 或 rr，都不会存在间隙锁。

比如通过唯一索引获取到了已完全填充的数据范围，此时不需要间隙锁。

间隙锁的目的在于阻止数据插入间隙，所以无论是通过 insert 或 update 变更导致的间隙内数据的存在，都会被阻止。

rc 隔离级别模式下，查询和索引扫描将禁用 gap locking，此时 gap locking 仅用于外键约束检查和重复键检查（主要是唯一性检查）。

rr 模式下，为了防止幻读，会加上 Gap Locks。

事务中，SQL 开始则加锁，事务结束才释放锁。

就锁类型而言，应该有优化锁，锁升级等，例如rr模式未使用索引查询的情况下，是否可以直接升级为表锁。

就锁的应用场景而言，在回放场景中，如果确定事务可并发，则可以考虑不加锁，加快回放速度。

锁只是并发控制的一种粒度，只是一个很小的部分：

从不同场景下是否需要控制并发，(已知无交集且有序的数据的变更，MySQL 的 MTS 相同前置事务的多事务并发回放)

并发控制的粒度，(锁是一种逻辑粒度，可能还存在物理层和其他逻辑粒度或方式)

相同粒度下的优化，(锁本身存在优化，如IX、IS类型的优化锁)

粒度加载的安全&性能(如获取行锁前，先获取页锁，页锁在执行获取行锁 *** 作后即释放，无论是否获取成功)等多个层次去思考并发这玩意。

在工作中，经常会接触到事务这个概念。涉及到事务，大家首先想到的就是事务的四个特性：ACID。

1原子性（Atomicity）

11什么是原子性

一般来说，原子是指不能分解成小部分的东西。这个词在计算的不同分支中意味着相似但又微妙不同的东西。例如，在多线程编程中，如果一个线程执行一个原子 *** 作，这意味着另一个线程无法看到该 *** 作的一半结果。系统只能处于 *** 作之前或 *** 作之后的状态，而不是介于两者之间的状态。 ACID原子性的定义特征是：能够在错误时中止事务，丢弃该事务进行的所有写入变更的能力。

12 如何实现原子性

WAL（预写日志） 是用于保证事务的原子性和持久性。简单来讲，事务更新数据之前，先写日志，然后在更新数据。当系统崩溃时，如果事务还没写WAL，那整个数据依然一致。如果事务只写了WAL，未更新具体的数据页后崩溃，那恢复流程可以根据WAL日志，重做相关 *** 作，保证数据一致性。

2一致性（Consistency）

ACID一致性的概念是，对数据的一组特定陈述必须始终成立。即不变量（invariants）。例如，在会计系统中，所有账户整体上必须借贷相抵。如果一个事务开始于一个满足这些不变量的有效数据库，且在事务处理期间的任何写入 *** 作都保持这种有效性，那么可以确定，不变量总是满足的。 原子性，隔离性和持久性是数据库的属性，而一致性（在ACID意义上）是应用程序的属性。应用可能依赖数据库的原子性和隔离属性来实现一致性，但这并不仅取决于数据库。

3隔离性（Isolation）

31什么是隔离性

大多数数据库都会同时被多个客户端访问。如果它们各自读写数据库的不同部分，这是没有问题的，但是如果它们访问相同的数据库记录，则可能会遇到并发问题（竞争条件（race conditions））。 ACID意义上的隔离性意味着，同时执行的事务是相互隔离的：它们不能相互冒犯。

如果两个事务不触及相同的数据，它们可以安全地并行（parallel） 运行，因为两者都不依赖于另一个。当一个事务读取由另一个事务同时修改的数据时，或者当两个事务试图同时修改相同的数据时，并发问题（竞争条件）才会出现。出于这个原因，数据库一直试图通过提供事务隔离（transaction isolation） 来隐藏应用程序开发者的并发问题。

serializable级别的隔离，保证事务的效果与连续运行（即一次一个，没有任何并发）是一样的，可以保证事务地安全执行。但是在serializable隔离级别，事务并发度很低，整个数据库的性能肯定不高。这时候，数据库开发人员有提出了四种不同的隔离级别，来平衡事务并发度与隔离性，这四个隔离级别分别是：

读未提交（Read Uncommitted）：可以读取未提交的记录。

读已提交（Read Committed）：事务中只能看到已提交的修改。

可重复读（Repeatable Read）：解决了不可重复读问题（MySQL 默认隔离级别）

序列化（Serializable）：最高隔离级别。

RU,RC和RR由于降低了隔离要求，自然在读取数据时，会产生各种异常（上帝为你打开一扇门的同时，肯定也为你关上一扇窗）：

RU会读取其他事务未提交的数据，这就产生了脏读，脏读取意味着另一个事务可能会只看到一部分更新，或者看到的数据已经被回滚了。

RC级别的隔离，会产生不可重复读的问题。所谓不可重复读是指在一个事务内根据同一个条件对行记录进行多次查询，但是搜出来的结果却不一致。发生不可重复读的原因是在多次搜索期间查询条件覆盖的数据被其他事务修改了。

RR级别的隔离，会产生幻读问题。幻读，并不是说两次读取获取的结果集不同，幻读侧重的方面是某一次的 select *** 作得到的结果所表征的数据状态无法支撑后续的业务 *** 作。更为具体一些：select 某记录是否存在，不存在，准备插入此记录，但执行 insert 时发现此记录已存在，无法插入，此时就发生了幻读。

32 如何支持隔离性

一般数据库不会考虑工作在RU隔离级别，因为读脏数据会引起太多的问题。数据库一般工作在RC或RR隔离级别，快照隔离级别就可以支持RC或RR隔离级别，所以数据库一般会实现快照隔离级别。

快照隔离的实现通常使用写锁来防止脏写，这意味着进行写入的事务会阻止另一个事务修改同一个对象。但是读取不需要任何锁定。从性能的角度来看，快照隔离的一个关键原则是：读不阻塞写，写不阻塞读。这允许数据库在处理一致性快照上的长时间查询时，可以正常地同时处理写入 *** 作。且两者间没有任何锁定争用。

为了实现快照隔离，数据库必须保留一个对象的几个不同的提交版本，因为各种正在进行的事务可能需要看到数据库在不同的时间点的状态。因为它并排维护着多个版本的对象，所以这种技术被称为多版本并发控制（MVCC, multi-version concurrentcy control）。

最高的隔离级别：Serializable，一般是通过2PL来实现， 一阶段申请，一阶段释放。读写都要加锁。

4持久性(Durability)

数据库系统的目的是，提供一个安全的地方存储数据，而不用担心丢失。持久性 是一个承诺，即一旦事务成功完成，即使发生硬件故障或数据库崩溃，写入的任何数据也不会丢失。

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