Transaction

concurrency

什么是事务

事务是一组不可分割的SQL query语句，或者说是一个最小的工作单元。

事务与锁的关系

为什么提出这个问题

在阅读《Java虚拟机并发编程》(Programming Concurrency on the JVM - Materning Synchronization, STM and Actors)中STM(Software Transaction Memory)时，我看到transaction特征在concurrency中的神奇应用场景：

• 原子性：涉及一组操作，这组操作具有原子特征，比如存款和取款的组合操作。这组操作内部的所有更改要么全部成功，要么全部失败。
• 一致性：所有并行的事务所造成的变更，从外部来看，都是一个接一个发生的。比如：存款，取款这两个独立事务。如果存款的过程中间，取款操作接入，那么取款读取的数据是旧的。待存款恢复并执行完毕，取款想要写回的数据必然无效。取款事务需要重做！所以外观来看这是存款到取款的序列，反之亦然。其实本质上，就是可见性的问题。
• 不需要显式地运用锁，不论是读锁还是写锁。这样就为程序员提供了比较好的抽象屏障(abstract barrier)。
• 隔离性：事务在未提交之前，所做的任何更改都不能被其他事务看到。

我看到了很多STM的好处，但是看到处理写偏斜异常(Handling Write Skew Anomaly)（可以简单理解为两个事务修改的变量不是同一个，但是两个变量之间又有约束关系）一章时，作者使用ensure函数给约束变量加了读锁。加读锁的意义在于本事务之外，其他事务无法获得该变量的写锁，自然无法修改它的值。但是这里显式地使用了锁，所以可以明确事务不是锁无关的，而且这让我联想到了数据库事务隔离级别中的可重复读(REPEATABLE_READ)。可重复读也是使用在特定记录行上使用读锁，来防止外部事务修改了该条记录行。

微妙的关系

有趣的事情来了，事务原子性能确保数据的完整性，而事务的一致性和隔离性则侧重于数据的可见性。可见性的保证在并发当中绝对和锁相关。我刚说了，事务给锁提供了抽象屏障，而且事务的隔离级别依旧仰仗锁的粒度，所以不要将事务看做银弹，以为有了事务，锁就不值一提。

数据库事务的隔离级别

为什么提出这个问题

一直被《高性能MySQL》里的解释弄得稀里糊涂，纠结于脏读、不可重复读和幻读之间的关系。而且某些解释看似合理，但完全没有指导价值。比如：阐述隔离级别，却没法从中得出我们如何结合应用场景选择合适的隔离级别。

隔离级别

• Uncommited Read
  一个事务未提交，另一个事务却能读到该事务所做的更改。因为有可能读到未提交到数据库里的脏数据，这一级别会导致脏读。适用于只读场景下。
• Commited Read
  未提交之前，事务之间是不可见的，所以可以阻止脏读。
  但是会导致不可重复读问题，也就是在本事务内，读取一条记录，另一个事务修改了此条记录并提交，本事务再读取同一条记录时，发现得到记录和前一条不一致的场景。这一级别也被称为不可重复读级别。
  但上述场景没有半点指导意义！
  如果你的应用场景是这样的——你想query的变量是通过另一个本事务里只读的变量作为条件查询出来的，那么这个只读变量很可能不可重复读，导致这个事务会失效。举个例子：如果你的查询语句是这样的SELECT USER.age into age FROM USERS name='YOU';
  这时候外部事务修改了名字UPDATE SET name='ME' WHERE name='YOU';并提交。那么这时候，age是无效的状态，你再拿来用就有问题了。这一级别适合于读多写少且写偏斜不存在的场景。
• Repeatable Read （MySQL的默认隔离级别）
  可重复读，可以理解给只读的记录行加了读锁。这样，外部事务无法获得写锁，本事务内部这条记录始终有效，待事务结束即可解锁。反之，外部事务先得写锁，那么本事务无法获取记录行的读锁，导致重试发生。显然，如果你的应用场景里，读多写少且读写操作同一条记录的可能性很大的时候适合。

• 幻读
  可重复读级别无法防止幻读。幻读是这样一种场景，本事务读取一个范围内，范围内，范围内（重要的事情写三遍）的数据集，但是另一事务又向这个范围内插入一条记录，导致数据集发生变化了，像是出现了幻觉，所以称为幻读（我很痛恨一些奇葩的科学家起的不合理的名字，这就是其一。按着这种逻辑，不可重复读不也可以说是出现幻觉吗？）。那么为什么会出现这种情况，原因是新插入的记录以前不存在于数据库中，所以你没法为它加锁。而且可重复读只是为每行记录加锁，没有用到Rang Lock，这一幻影插入操作总能成功。
  不过MySQL中InnoDB存储引擎提供了MVCC（多版本并发控制）技术，为每条记录设置一个递增的事务编号，大于本次事务编号的记录，不准插入记录。
  可重复读+MVCC即可解决并发中的大部分问题。

• Serializable Read
  顾名思义，串行读，事务之间是串行的，同步的。换言之，并发性剧减。

STM的隔离级别

• 隔离级别处于提交读。

事务的级别

描述的是事务本身的属性
- readOnly：所有的操作都是读取操作，不涉及任何产生副作用的操作。