MySQL 查询事务

1. 什么是事务？

事务（Transaction）是指这样一个操作序列，这个序列中的一系列操作要么全部成功，要么全部失败。在数据库中，一个事务可以由一个或多个 SQL 语句组成。

在日常生活中，我们经常会进行一系列的操作，比如转账操作，如果中途出现错误导致转账未完成，那么整个操作应该回滚到最开始的状态，保证数据的一致性。事务的概念就是把一系列的操作看作一个整体，要么全部执行成功，要么全部执行失败。

2. ACID 特性

在数据库事务中，通常要满足 ACID 特性，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。

• 原子性：事务是一个不可分割的单位，事务中的操作要么全部成功，要么全部失败。
• 一致性：事务执行前后，数据库中的数据要保持一致状态。
• 隔离性：事务与事务之间是相互隔离的，一个事务的执行不能影响其他事务的执行。
• 持久性：一个事务一旦提交，对数据库的修改将永久保存。

保证这些特性是数据库设计和实现者的责任，而开发者需要了解如何正确地使用事务，并在程序中保证事务的一致性和正确性。

3. MySQL 中的事务

MySQL 是一个支持事务的关系型数据库管理系统。在 MySQL 中，可以使用以下语句开启事务：

START TRANSACTION;

事务中的一系列 SQL 语句可以通过 COMMIT 或 ROLLBACK语句来提交或回滚。COMMIT 用于提交事务，而 ROLLBACK 用于回滚事务。

COMMIT; -- 提交事务
ROLLBACK; -- 回滚事务

4. 事务的应用场景

4.1 转账操作

转账操作是事务的一个典型应用场景。假设有两个用户 A 和 B，他们各自的账户余额为 1000 元。现在 A 向 B 转账 200 元。这个操作需要实现原子性，要么 A 和 B 的账户同时成功更新，要么账户余额不更新。

下面是一个使用事务实现转账操作的示例：

START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 200 WHERE id = 'A';
UPDATE accounts SET balance = balance + 200 WHERE id = 'B';
COMMIT;

4.2 批量插入数据

当需要向数据库中插入大量数据时，使用事务可以提高插入性能，并且在插入失败时可以进行回滚操作，保证数据的一致性。

以下是一个使用事务批量插入数据的示例：

import pymysql

# 连接数据库
conn = pymysql.connect(host='localhost', user='root', password='password', database='test')
cursor = conn.cursor()

try:
    # 开启事务
    conn.begin()

    # 批量插入数据
    for i in range(10000):
        sql = "INSERT INTO users (name) VALUES ('User{}')".format(i)
        cursor.execute(sql)

    # 提交事务
    conn.commit()

except Exception as e:
    # 回滚事务
    conn.rollback()
    raise e

finally:
    # 关闭数据库连接
    cursor.close()
    conn.close()

4.3 多表关联操作

在多表关联操作中，经常需要保证多个表之间的数据一致性。使用事务可以确保在多表关联操作中，要么全部成功，要么全部失败。

例如，假设有两个表 orders 和 order_items，其中 orders 表存储订单信息，order_items 表存储订单项信息。现在需要在创建订单时同时插入订单信息和订单项信息。

以下是一个使用事务实现订单创建的示例：

START TRANSACTION;

INSERT INTO orders (order_number, customer_id, order_date) VALUES ('202101010001', 'A001', '2021-01-01');
SET @order_id = LAST_INSERT_ID();

INSERT INTO order_items (order_id, product_id, quantity) VALUES (@order_id, 'P001', 2);
INSERT INTO order_items (order_id, product_id, quantity) VALUES (@order_id, 'P002', 3);

COMMIT;

5. 事务的隔离级别

事务的隔离级别决定了事务与事务之间可能发生的数据并发冲突。MySQL 提供了四种隔离级别：

• READ UNCOMMITTED：读取未提交数据，可能出现脏读（Dirty Read）、不可重复读（Nonrepeatable Read）、幻读（Phantom Read）问题。
• READ COMMITTED：读取已提交数据，解决了脏读问题，但仍有可能出现不可重复读、幻读问题。
• REPEATABLE READ：可重复读，解决了不可重复读问题，但仍有可能出现幻读问题。
• SERIALIZABLE：串行化，完全解决了脏读、不可重复读、幻读问题，但性能较差。

在 MySQL 中，默认的隔离级别是 REPEATABLE READ。如果需要修改隔离级别，可以使用以下语句：

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL {隔离级别};

6. 事务的并发控制

在高并发的环境下，多个事务同时对数据库进行读写操作可能出现数据不一致的情况。为了解决这个问题，需要引入并发控制机制。

MySQL 使用锁机制来实现并发控制。常见的锁有共享锁（Shared Lock）和排他锁（Exclusive Lock）。

• 共享锁（Shared Lock）：多个事务可以同时获取共享锁，用于读操作。共享锁不互斥，可以同时在读取同一份数据。
• 排他锁（Exclusive Lock）：排他锁互斥，用于写操作。一个事务获取了排他锁后，其他事务无法同时获取排他锁。

可以使用以下语句显示加锁：

SELECT * FROM table_name [LOCK IN SHARE MODE] [FOR UPDATE];

其中 LOCK IN SHARE MODE 表示加共享锁，FOR UPDATE 表示加排他锁。

7. 总结

事务是数据库中重要的概念，能够保证一系列操作的原子性、一致性、隔离性和持久性。MySQL 是一个支持事务的关系型数据库管理系统，在实际应用中，事务可以应用于转账操作、批量插入数据、多表关联操作等场景。