Mongodb中的原子性隔离性

时间 2019-12-05

标签 mongodb 原子隔离栏目 MongoDB 繁體版

原文原文链接

读写锁

Mongodb使用读写锁来来控制并发操做：css

当进行读操做的时候会加读锁，这个时候其余读操做能够也得到读锁。可是不能或者写锁。html

当进行写操做的时候会加写锁，这个时候不能进行其余的读操做和写操做。mongodb

因此按照这个道理，是不会出现同时修改同一个文档（如执行++操做）致使数据出错的状况。数据库

并且按照这个道理，由于写操做会阻塞读操做，因此是不会出现脏读的。安全

可是mongodb在分片和复制集的时候会产生脏读，后面在研究。网络

读写锁的粒度：

在2.2以前的版本，一个mongodb实例一个写锁，多个读锁，在2.2-3.0的版本，一个数据库一个写锁，多个读锁，在3.0以后的版本，WiredTiger提供了文档（不是集合）级别的锁。并发

findAndModify

db.collection.findAndModify({ app

query: <document>, ide

sort: <document>, 高并发

remove: <boolean>,

update: <document>,

new: <boolean>,

fields: <document>,

upsert: <boolean>,

bypassDocumentValidation: <boolean>,

writeConcern: <document>,

collation: <document>

});

：documentsort:

。可选的。以此参数指定的排序顺序修改第一个文档。

：document：：

document。可选的。要返回的字段的子集。如：fields: {<field1>: 1, <field2>: 1, ... }

：

book = {

_id: 123456789,

title: "MongoDB: The Definitive Guide",

author: [ "Kristina Chodorow", "Mike Dirolf" ],

published_date: ISODate("2010-09-24"),

pages: 216,

language: "English",

publisher_id: "oreilly",

available: 3,

checkout: [ { by: "joe", date: ISODate("2012-10-15") } ]

}

你可使用 db.collection.findAndModify() 方法来判断书籍是否可结算并更新新的结算信息。

在同一个文档中嵌入的 available 和 checkout 字段来确保这些字段是同步更新的:

db.books.findAndModify ( {

query: {

_id: 123456789,

available: { $gt: 0 }

update: {

$inc: { available: -1 },

$push: { checkout: { by: "abc", date: new Date() } }

}

} )

执行多个写入操做

首先，原则上说Mongdb没有事务的概念。

事务有ACID的概念，好比原子性，一个事务要么所有成功，要么所有失败。

如，考虑一个转帐的业务,从A转帐100到B，将分为两步：

A = A - 100;

B = B + 100;

在Mongdb中，若是A = A - 100;执行完，将会直接入库生效，没有回滚段的概念，因此若是此时B = B + 100;出现了问题，是不能回滚上一步A的操做的。

Mongdb在执行多个更新的时候是没有原子性的。

一个写入操做更新了多个文档：

当单个写入操做修改多个文档时，每一个文档的修改是原子的，但整个操做不是原子的，而其余操做可能会交错。可是，您可使用$ isolation操做符隔离影响多个文档的单个写入操做。

当Mongodb执行影响多个文档的写入操做的时候，若是在中间某一个文档出现了错误，那么不会回滚以前的提交。以前的提交已经入库了。

MongoDB不隔离多文档写入操做，具备如下特色：

非时间点读操做。其中一假设读取操做在时间t1开始，并开始读取文档。写操做而后在稍后的时间t2向个文档提交更新。读操做可能会看到写操做的更新版本，所以读取操做没有时间点的概念。

读取可能会丢失在读取操做过程当中更新的匹配文档。

使用$ isolation来保证隔离性：

使用$isolated操做符能够保证单个写入操做修改多个文档的时候不被交错。

$isolated实际上是在整个数据库（Mongodb的手册对这点说明不清楚，也多是在集合层面加独占锁，可是有一点文档中是说明的，不论在哪一个层面加独占锁，都会致使真个数据库单线程化）加独占锁（即便是对于WiredTiger存储引擎也是），在这期间不能进行其余任何的读写操做。因此若是$isolated的操做执行的时间过长，会大大的影响系统的并发性能。

例子：

db.foo.update(

 { status : "A" , $isolated : 1 },

 { $inc : { count : 1 } },

 { multi: true }

注：上面说的影响不是说能够保证多个文档更新的原子性，$ isolation隔离操做符不为写入操做提供"all-or-nothing"原子性（原子性的定义是要么所有成功，要么所有失败，$isolation不能保证出错回滚）。没有$isolation运算符，多更新将容许其余操做与此更新交错。若是这些交错操做包含写入，则更新操做可能会产生意外的结果。经过指定$ isolated，您能够保证整个多重更新的隔离。

总结以下：

$ isolation不保证多个文档操做的原子性。
$ isolation保证多个文档操做不会被跟其余操做交错。
$ isolation保证此操做在进行到某一个文档的更新的时候，在不提交或者回滚以前，不会被客户端看到。也就是说不会致使这个文档的查询产生脏读。（这一段是个人理解不必定对）

$isolated使用的场景很苛刻。

因为单个文档能够包含多个嵌入文档，单个文档的原子性对于许多实际使用状况是足够的。对于一系列写入操做必须在单个事务中操做的状况，您能够在应用程序中实现两阶段提交。

可是，两阶段的提交只能提供相似事务的语义。使用两阶段提交确保数据一致性，可是在两阶段提交或回滚期间，应用程序能够返回中间数据。

副本集中使用readConcern：

在使用副本集的时候，写入操做只写入到master节点，slaver节点从master节点同步数据，因此读操做可能读取到没有同步到其余slaver的数据。

readConcern:读隔离（

readConcern选项可用于如下操做：

find command
aggregate command and the db.collection.aggregate() method
distinct command
count command
parallelCollectionScan command
geoNear command
geoSearch command

用于副本集和副本集分片的readConcern查询选项肯定从查询返回哪些数据。

readConcern级别：

"local"：默认。该查询返回实例的最新数据。不保证数据已写入大多数副本集成员（便可以回滚）。

"majority"：该查询会将实例的最新数据确认为已写入副本集中的大多数成员。要使用majority级别，您必须使用--enableMajorityReadConcern命令行选项启动mongod实例（若是使用配置文件，则将replication.enableMajorityReadConcern设置为true）。

"linearizable"（add in version3.4）：该查询返回反映全部成功写入的数据。

这么说若是配置了linearizable 那么针对一个集合的查询就能够避免脏读了。由于Mongdb没有事务，因此也就不存在幻读和不可重复读的定义了。不过这个功能是在当前最新的3.4版本才有的。

readConcern 解决什么问题？

的初衷在于解决『脏读』的问题，好比用户从 MongoDB 的 primary 上读取了某一条数据，但这条数据并无同步到大多数节点，而后 primary 就故障了，从新恢复后这个primary 节点会将未同步到大多数节点的数据回滚掉，致使用户读到了『脏数据』。

当指定 readConcern 级别为 majority 时，能保证用户读到的数据『已经写入到大多数节点』，而这样的数据确定不会发生回滚，避免了脏读的问题()readConcern 能保证读到的数据『不会发生回滚』，但并不能保证读到的数据是最新的，这个官网上也有说明：

在使用副本集的时候，不管读取关注级别如何，节点上的最新数据可能不会反映系统中最新版本的数据。

有用户误觉得，指定为 majority 时，客户端会从大多数的节点读取数据，而后返回最新的数据。

实际上并非这样，不管何种级别的注意事项

检索事务开始：

var t = db.transactions.findOne( { state: "initial" , source: "A", destination: "B"} )

Update transaction state to pending：

db.transactions.update(

{ _id: t._id, state: "initial" },

{

$set: { state: "pending" },

$currentDate: { lastModified: true }

}

)

WriteResult nnModified1

nMatchednModified0

Apply the transaction to both accounts.

db.accounts.update(

{ _id: t.source, pendingTransactions: { $ne: t._id } },

{ $inc: { balance: -t.value }, $push: { pendingTransactions: t._id } }

)

db.accounts.update(

{ _id: t.destination, pendingTransactions: { $ne: t._id } },

{ $inc: { balance: t.value }, $push: { pendingTransactions: t._id } }

)

Update transaction state to applied

db.transactions.update(

{ _id: t._id, state: "pending" },

{

$set: { state: "applied" },

$currentDate: { lastModified: true }

}

)

remove both accounts' list of pending transactions

db.accounts.update(

{ _id: t.source, pendingTransactions: t._id },

{ $pull: { pendingTransactions: t._id } }

)

db.accounts.update(

{ _id: t.destination, pendingTransactions: t._id },

{ $pull: { pendingTransactions: t._id } }

)

Update transaction state to done.

db.transactions.update(

{ _id: t._id, state: "applied" },

{

$set: { state: "done" },

$currentDate: { lastModified: true }

}

)

Mongodb中的原子性隔离性

读写锁

读写锁的粒度：

findAndModify

执行多个写入操做

一个写入操做更新了多个文档：

使用$ isolation来保证隔离性：

副本集中使用readConcern：

隔离级别：

两阶段提交模式

概述

初始化源帐户和目的帐户

初始化转帐记录

检索事务开始：

Update transaction state to pending：

Apply the transaction to both accounts.

Update transaction state to applied

remove both accounts' list of pending transactions

Update transaction state to done.

Mongodb中的 原子性 隔离性

读写锁

读写锁的粒度：

findAndModify

执行多个写入操做

一个写入操做更新了多个文档：

使用$ isolation来保证隔离性：

副本集中使用readConcern：

隔离级别：

两阶段提交模式

概述

初始化源帐户和目的帐户

初始化转帐记录

检索事务开始：

Update transaction state to pending：

Apply the transaction to both accounts.

Update transaction state to applied

remove both accounts' list of pending transactions

Update transaction state to done.

Mongodb中的原子性隔离性