MongoDB 4.0已經(jīng)發(fā)布GA版本，并且有許多新功能和改進(jìn)。在本文中，我們將重點(diǎn)關(guān)注主要功能，毫無疑問，這是對(duì)多文檔ACID事務(wù)的支持。我們將圍繞隔離級(jí)別、可重復(fù)讀、幻讀、事務(wù)沖突檢測(cè)等主要功能，通過實(shí)驗(yàn)與MySQL一一做對(duì)比。 

首先會(huì)簡(jiǎn)述介紹下ACID事務(wù)隔離級(jí)別，然后再步入測(cè)試主題正文。

原子性(Atomicity)：事務(wù)包含的所有操作要么全部成功，要么全部失敗，不存在成功一半的概念。典型例子“西方二元對(duì)立思想——非此即彼”：在二元邏輯體系中只存在兩種邏輯值，就是對(duì)和錯(cuò)，或正和負(fù)，不存在既對(duì)又錯(cuò)或非正非負(fù)的其他狀態(tài)。

一致性(Consistency)：一個(gè)事務(wù)執(zhí)行之前和執(zhí)行之后都必須處于一致性狀態(tài)。典型例子：“金龍，你借我5000元，下個(gè)月開支給你。”不論金龍用什么方式給我轉(zhuǎn)賬，分幾次轉(zhuǎn)，借錢結(jié)束后我銀行卡里的余額增加5000元，金龍卡里少了5000元，不能突然蹦出來1萬來。

隔離性(Isolation)：數(shù)據(jù)庫(kù)采用鎖機(jī)制來實(shí)現(xiàn)事務(wù)的隔離性，當(dāng)多個(gè)事務(wù)同時(shí)更新數(shù)據(jù)庫(kù)中相同的數(shù)據(jù)時(shí)，只允許持有鎖的事務(wù)能更新該數(shù)據(jù)，其他事務(wù)必須等待，直到前一個(gè)事務(wù)釋放了鎖，其他事務(wù)才有機(jī)會(huì)更新該數(shù)據(jù)。典型例子：“你去醫(yī)院看病，要先到護(hù)士那里分診排號(hào)，如果多個(gè)患者加塞兒同時(shí)進(jìn)來，大夫就發(fā)飆了，出去排隊(duì)，只能一個(gè)一個(gè)看”。

持久性(Durability)：事務(wù)成功提交后，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所做的修改就***保存下來，即使數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰，數(shù)據(jù)還能恢復(fù)到事務(wù)成功提交后的狀態(tài)。典型例子：“你去ATM機(jī)取錢，結(jié)果ATM機(jī)故障了，你取出來了錢，卡里的余額不能沒減。”

一、局限性與限制條件

1、多文檔事務(wù)僅適用于副本集。

注：如果是單機(jī)，需切到副本集模式。

2、僅適用于WiredTiger存儲(chǔ)引擎。

3、如果你的架構(gòu)是分片Sharding模式，事務(wù)是不支持的。分布式事務(wù)計(jì)劃在4.2版本里支持。

4、事務(wù)只支持CRUD操作，DDL、DCL操作不支持。

注：CRUD就是MySQL的DML，意思一樣叫法不同而已。

5、事務(wù)無法在config、admin和local系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取或?qū)懭搿?nbsp;

6、事務(wù)無法在system.*(系統(tǒng)集合)里寫入。

7、不能有大事務(wù)寫入，寫入集不能超過16MB(類似MariaDB Galera Cluster寫入集wsrep_max_ws_size限制)，否則客戶端直接報(bào)錯(cuò)。

注：如果有大事務(wù)，應(yīng)該考慮將這些大事務(wù)拆分成若干塊較小的事務(wù)。例如將大于2018年的狀態(tài)值更改為1，應(yīng)考慮循環(huán)1萬條一批量更新，這一點(diǎn)跟MySQL玩法一樣。

二、我們***個(gè)事務(wù)

在開始事務(wù)之前，必須創(chuàng)建會(huì)話。事務(wù)不能在會(huì)話外運(yùn)行。 

var session1 = db.getMongo().startSession()  
var session2 = db.getMongo().startSession()  

Mongo Shell里引入了三個(gè)用于創(chuàng)建，提交和終止事務(wù)的新命令：

session.startTransaction() 

在當(dāng)前會(huì)話中啟動(dòng)事務(wù)

session.commitTransaction() 

持久保存事務(wù)中的操作變更

session.abortTransaction() 

終止事務(wù)操作所做的變更 

1、在test庫(kù)創(chuàng)建t1表，并且插入4條數(shù)據(jù)。 

演示一

演示二 

空閑事務(wù)受transactionLifetimeLimitSeconds參數(shù)影響，默認(rèn)60秒。

可通過以下命令查看：

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

如果你想在線變更，可以通過下面的命令設(shè)置：

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

也可以寫死在/etc/mongod.cnf配置文件里***生效，格式如下：

setParameter = transactionLifetimeLimitSeconds=30 

注：空閑事務(wù)是指當(dāng)一個(gè)事務(wù)長(zhǎng)時(shí)間未提交，那么這個(gè)連接就不能關(guān)閉，內(nèi)存就不釋放，并發(fā)一大，導(dǎo)致DB連接數(shù)增多，就會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生影響。默認(rèn)是60秒，你可以根據(jù)自己的情況設(shè)定閾值。超過這個(gè)閾值，服務(wù)端自動(dòng)殺死未提交的空閑事務(wù)。 

三、事務(wù)隔離性演示

演示一：事務(wù)沖突檢測(cè) 

當(dāng)兩個(gè)(或多個(gè))并發(fā)事務(wù)修改相同的文檔時(shí)，會(huì)發(fā)生沖突。即使在尚未提交事務(wù)時(shí)，MongoDB也可以立即檢測(cè)到?jīng)_突。

這里和MySQL有些區(qū)別，MySQL可以通過參數(shù)innodb_lock_wait_timeout設(shè)置檢測(cè)到事務(wù)沖突后，自動(dòng)終止回滾的時(shí)間，而MongoDB沒有提供該參數(shù)。

當(dāng)在執(zhí)行創(chuàng)建索引時(shí)，未加{background:1})后臺(tái)創(chuàng)建。

此時(shí)新事務(wù)將無法獲取所需的鎖，并且在等待參數(shù)maxTransactionLockRequestTimeoutMillis后事務(wù)終止回滾，默認(rèn)值是5毫秒。 

如果你想在線調(diào)整事務(wù)等待獲取鎖的時(shí)間，可以通過下面的命令設(shè)置： 

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

也可以寫死在/etc/mongod.cnf配置文件里***生效，格式如下： 

setParameter = maxTransactionLockRequestTimeoutMillis=15 

演示二：可重復(fù)讀 

Repeatable Read (可重復(fù)讀)可避免臟讀、不可重復(fù)讀的發(fā)生。

不可重復(fù)讀側(cè)重點(diǎn)在于更新修改的數(shù)據(jù)，即在同一個(gè)事務(wù)里，兩次查詢的數(shù)據(jù)結(jié)果不一致。與臟讀的區(qū)別是：臟讀是一個(gè)事務(wù)讀取了另一個(gè)事務(wù)未提交的臟數(shù)據(jù)。

演示三：幻讀 

在MySQL默認(rèn)隔離級(jí)Repeatable Read下，剛才的操作，在會(huì)話二未提交的事務(wù)里，會(huì)莫名其妙地看到第5條數(shù)據(jù)，這種現(xiàn)象稱為幻讀。

幻讀和不可重復(fù)讀很像，但幻讀側(cè)重點(diǎn)在于新增和刪除，而不可重復(fù)讀側(cè)重點(diǎn)在于更改，共同之處都是一個(gè)事務(wù)中兩次查詢得到的數(shù)據(jù)結(jié)果不一致。

由此，從測(cè)試結(jié)果得出的結(jié)論是：

MongoDB采用的默認(rèn)隔離級(jí)別是Snapshot一致性快照(特別是設(shè)置了readConcern=majority情況下，要讀某行數(shù)據(jù)的歷史版本時(shí)，依賴該隔離級(jí)別。)

Snapshot介于Repeatable Read與Serializable之間，既避免了臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀，又不會(huì)因Serializable串行化降低并發(fā)性能。 

參考文獻(xiàn)

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