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众所周知,数据库能实现本地事务,也就是在同一个数据库中,你可以允许一组操作要么全都正确执行,要么全都不执行 。这里特别强调了本地事务,也就是目前的数据库只能支持同一个数据库中的事务 。但现在的系统往往采用微服务架构,业务系统拥有独立的数据库,因此就出现了跨多个数据库的事务需求,这种事务即为“分布式事务” 。那么在目前数据库不支持跨库事务的情况下,我们应该如何实现分布式事务呢?本文首先会为大家梳理分布式事务的基本概念和理论基础,然后介绍几种目前常用的分布式事务解决方案 。废话不多说,那就开始吧~
1. 什么是事务?事务由一组操作构成,我们希望这组操作能够全部正确执行,如果这一组操作中的任意一个步骤发生错误,那么就需要回滚之前已经完成的操作 。也就是同一个事务中的所有操作,要么全都正确执行,要么全都不要执行 。
2. 事务的四大特性 ACID说到事务,就不得不提一下事务著名的四大特性 。
- 原子性
- 原子性要求,事务是一个不可分割的执行单元,事务中的所有操作要么全都执行,要么全都不执行 。
- 一致性
- 一致性要求,事务在开始前和结束后,数据库的完整性约束没有被破坏 。
- 隔离性
- 事务的执行是相互独立的,它们不会相互干扰,一个事务不会看到另一个正在运行过程中的事务的数据 。
- 持久性
- 持久性要求,一个事务完成之后,事务的执行结果必须是持久化保存的 。即使数据库发生崩溃,在数据库恢复后事务提交的结果仍然不会丢失 。
注意:事务只能保证数据库的高可靠性,即数据库本身发生问题后,事务提交后的数据仍然能恢复;而如果不是数据库本身的故障,如硬盘损坏了,那么事务提交的数据可能就丢失了 。这属于『高可用性』的范畴 。因此,事务只能保证数据库的『高可靠性』,而『高可用性』需要整个系统共同配合实现 。3. 事务的隔离级别这里扩展一下,对事务的隔离性做一个详细的解释 。
在事务的四大特性ACID中,要求的隔离性是一种严格意义上的隔离,也就是多个事务是串行执行的,彼此之间不会受到任何干扰 。这确实能够完全保证数据的安全性,但在实际业务系统中,这种方式性能不高 。因此,数据库定义了四种隔离级别,隔离级别和数据库的性能是呈反比的,隔离级别越低,数据库性能越高,而隔离级别越高,数据库性能越差 。
3.1 事务并发执行会出现的问题
我们先来看一下在不同的隔离级别下,数据库可能会出现的问题:
- 更新丢失
- 当有两个并发执行的事务,更新同一行数据,那么有可能一个事务会把另一个事务的更新覆盖掉 。
- 当数据库没有加任何锁操作的情况下会发生 。
- 脏读
- 一个事务读到另一个尚未提交的事务中的数据 。
- 该数据可能会被回滚从而失效 。
- 如果第一个事务拿着失效的数据去处理那就发生错误了 。
- 不可重复读
- 不可重复度的含义:一个事务对同一行数据读了两次,却得到了不同的结果 。它具体分为如下两种情况:
- 虚读:在事务1两次读取同一记录的过程中,事务2对该记录进行了修改,从而事务1第二次读到了不一样的记录 。
- 幻读:事务1在两次查询的过程中,事务2对该表进行了插入、删除操作,从而事务1第二次查询的结果发生了变化 。
不可重复读 与 脏读 的区别? 脏读读到的是尚未提交的数据,而不可重复读读到的是已经提交的数据,只不过在两次读的过程中数据被另一个事务改过了 。3.2 数据库的四种隔离级别
数据库一共有如下四种隔离级别:
- Read uncommitted 读未提交
- 在该级别下,一个事务对一行数据修改的过程中,不允许另一个事务对该行数据进行修改,但允许另一个事务对该行数据读 。
- 因此本级别下,不会出现更新丢失,但会出现脏读、不可重复读 。
- Read committed 读提交
- 在该级别下,未提交的写事务不允许其他事务访问该行,因此不会出现脏读;但是读取数据的事务允许其他事务的访问该行数据,因此会出现不可重复读的情况 。
- Repeatable read 重复读
- 在该级别下,读事务禁止写事务,但允许读事务,因此不会出现同一事务两次读到不同的数据的情况(不可重复读),且写事务禁止其他一切事务 。
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