MySQL PK MongoDB：多文档事务支持，谁更友好？

作者介绍

贺春旸，凡普金科DBA团队负责人，《MySQL管理之道：性能调优、高可用与监控》第一、二版作者，曾任职于中国移动飞信、安卓机锋网。致力于MariaDB、MongoDB等开源技术的研究，主要负责数据库性能调优、监控和架构设计。

MongoDB 4.0已经发布GA版本，并且有许多新功能和改进。在本文中，我们将重点关注主要功能，毫无疑问，这是对多文档ACID事务的支持。我们将围绕隔离级别、可重复读、幻读、事务冲突检测等主要功能，通过实验与MySQL一一做对比。

首先会简述介绍下ACID事务隔离级别，然后再步入测试主题正文。

• 原子性（Atomicity）：事务包含的所有操作要么全部成功，要么全部失败，不存在成功一半的概念。典型例子“西方二元对立思想——非此即彼”：在二元逻辑体系中只存在两种逻辑值，就是对和错，或正和负，不存在既对又错或非正非负的其他状态。

• 一致性（Consistency）：一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。典型例子：“金龙，你借我5000元，下个月开支给你。”不论金龙用什么方式给我转账，分几次转，借钱结束后我银行卡里的余额增加5000元，金龙卡里少了5000元，不能突然蹦出来1万来。

• 隔离性（Isolation）：数据库采用锁机制来实现事务的隔离性，当多个事务同时更新数据库中相同的数据时，只允许持有锁的事务能更新该数据，其他事务必须等待，直到前一个事务释放了锁，其他事务才有机会更新该数据。典型例子：“你去医院看病，要先到护士那里分诊排号，如果多个患者加塞儿同时进来，大夫就发飙了，出去排队，只能一个一个看”。

• 持久性（Durability）：事务成功提交后，它对数据库所做的修改就永久保存下来，即使数据库崩溃，数据还能恢复到事务成功提交后的状态。典型例子：“你去ATM机取钱，结果ATM机故障了，你取出来了钱，卡里的余额不能没减。”

一、局限性与限制条件

1、多文档事务仅适用于副本集。

注：如果是单机，需切到副本集模式。

2、仅适用于WiredTiger存储引擎。

3、如果你的架构是分片Sharding模式，事务是不支持的。分布式事务计划在4.2版本里支持。

4、事务只支持CRUD操作，DDL、DCL操作不支持。

注：CRUD就是MySQL的DML，意思一样叫法不同而已。

5、事务无法在config、admin和local系统数据库中读取或写入。

6、事务无法在system.*（系统集合）里写入。

7、不能有大事务写入，写入集不能超过16MB（类似MariaDB Galera Cluster写入集wsrep_max_ws_size限制），否则客户端直接报错。

注：如果有大事务，应该考虑将这些大事务拆分成若干块较小的事务。例如将大于2018年的状态值更改为1，应考虑循环1万条一批量更新，这一点跟MySQL玩法一样。

二、我们第一个事务

在开始事务之前，必须创建会话。事务不能在会话外运行。

var session1 = db.getMongo().startSession()

var session2 = db.getMongo().startSession()

Mongo Shell里引入了三个用于创建，提交和终止事务的新命令：

   session.startTransaction（）

在当前会话中启动事务

    session.commitTransaction（）

持久保存事务中的操作变更

    session.abortTransaction（）

        终止事务操作所做的变更

1、在test库创建t1表，并且插入4条数据。

• 演示一

• 演示二

空闲事务受transactionLifetimeLimitSeconds参数影响，默认60秒。

可通过以下命令查看：

db.adminCommand( { getParameter: 1, transactionLifetimeLimitSeconds: 1 } )

如果你想在线变更，可以通过下面的命令设置：

db.adminCommand( { setParameter: 1, transactionLifetimeLimitSeconds: 30 } )

也可以写死在/etc/mongod.cnf配置文件里永久生效，格式如下：

setParameter = transactionLifetimeLimitSeconds=30

注：空闲事务是指当一个事务长时间未提交，那么这个连接就不能关闭，内存就不释放，并发一大，导致DB连接数增多，就会对性能产生影响。默认是60秒，你可以根据自己的情况设定阈值。超过这个阈值，服务端自动杀死未提交的空闲事务。

三、事务隔离性演示

• 演示一：事务冲突检测

当两个（或多个）并发事务修改相同的文档时，会发生冲突。即使在尚未提交事务时，MongoDB也可以立即检测到冲突。

这里和MySQL有些区别，MySQL可以通过参数innodb_lock_wait_timeout设置检测到事务冲突后，自动终止回滚的时间，而MongoDB没有提供该参数。

当在执行创建索引时，未加{background:1})后台创建。

此时新事务将无法获取所需的锁，并且在等待参数maxTransactionLockRequestTimeoutMillis后事务终止回滚，默认值是5毫秒。

如果你想在线调整事务等待获取锁的时间，可以通过下面的命令设置：

db.adminCommand( { setParameter: 1, maxTransactionLockRequestTimeoutMillis: 15 } )

也可以写死在/etc/mongod.cnf配置文件里永久生效，格式如下：

setParameter = maxTransactionLockRequestTimeoutMillis=15

• 演示二：可重复读

Repeatable Read (可重复读)可避免脏读、不可重复读的发生。

不可重复读侧重点在于更新修改的数据，即在同一个事务里，两次查询的数据结果不一致。与脏读的区别是：脏读是一个事务读取了另一个事务未提交的脏数据。

• 演示三：幻读

在MySQL默认隔离级Repeatable Read下，刚才的操作，在会话二未提交的事务里，会莫名其妙地看到第5条数据，这种现象称为幻读。

幻读和不可重复读很像，但幻读侧重点在于新增和删除，而不可重复读侧重点在于更改，共同之处都是一个事务中两次查询得到的数据结果不一致。

由此，从测试结果得出的结论是：

MongoDB采用的默认隔离级别是Snapshot一致性快照（特别是设置了readConcern=majority情况下，要读某行数据的历史版本时，依赖该隔离级别。）

Snapshot介于Repeatable Read与Serializable之间，既避免了脏读、不可重复读、幻读，又不会因Serializable串行化降低并发性能。

参考文献

• https://docs.mongodb.com/manual/core/transactions/

• https://www.percona.com/blog/2018/12/04/mongodb-4-0-using-acid-multi-document-transactions/

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