TiDB 悲观事务模型

在 v3.0.8 之前，TiDB 默认使用的乐观事务模式会导致事务提交时因为冲突而失败。为了保证事务的成功率，需要修改应用程序，加上重试的逻辑。悲观事务模式可以避免这个问题，应用程序无需添加重试逻辑，就可以正常执行。

悲观事务的使用方法

进入悲观事务模式有以下三种方式:

  • 执行 BEGIN PESSIMISTIC; 语句开启的事务，会进入悲观事务模式。 可以通过写成注释的形式 BEGIN /*!90000 PESSIMISTIC */; 来兼容 MySQL 语法。

  • 执行 set @@tidb_txn_mode = 'pessimistic';，使这个 session 执行的所有显式事务（即非 autocommit 的事务）都会进入悲观事务模式。

  • 执行 set @@global.tidb_txn_mode = 'pessimistic';，使之后整个集群所有新创建 session 执行的所有显示事务（即非 autocommit 的事务）都会进入悲观事务模式。

在配置了 global.tidb_txn_mode 为 pessimistic 之后，默认进入悲观事务模式，但是可以用以下三种方式使事务进入乐观事务模式：

  • 执行 BEGIN OPTIMISTIC; 语句开启的事务，会进入乐观事务模式。 可以通过写成注释的形式 BEGIN /*!90000 OPTIMISTIC */; 来兼容 MySQL 语法。

  • 执行 set @@tidb_txn_mode = 'optimistic'; 或 set @@tidb_txn_mode = '';，使当前的 session 执行的事务进入乐观事务模式。

  • 执行 set @@global.tidb_txn_mode = 'optimistic;' 或 set @@global.tidb_txn_mode = '';，使之后整个集群所有新创建 session 执行的事务都进入乐观事务模式。

BEGIN PESSIMISTIC; 和 BEGIN OPTIMISTIC; 语句的优先级高于 tidb_txn_mode 系统变量。使用这两个语句开启的事务，会忽略系统变量，从而支持悲观、乐观事务混合使用。

如果想要禁用悲观事务特性，可以修改 TiDB 配置文件，在 [pessimistic-txn] 类别下添加 enable = false。

悲观事务模式的行为

悲观事务的行为和 MySQL 基本一致（不一致之处详见和 MySQL InnoDB 的差异）：

  • SELECT FOR UPDATE 会读取已提交的最新数据，并对读取到的数据加悲观锁。

  • UPDATE、DELETE 和 INSERT 语句都会读取已提交的最新的数据来执行，并对修改的数据加悲观锁。

  • 当一行数据被加了悲观锁以后，其他尝试修改这一行的写事务会被阻塞，等待悲观锁的释放。

  • 当一行数据被加了悲观锁以后，其他尝试读取这一行的事务不会被阻塞，可以读到已提交的数据。

  • 事务提交或回滚的时候，会释放所有的锁。

  • 当有多个事务同时等待同一个锁释放时，会尽可能按照事务 start ts 顺序获取锁，但不能严格保证。

  • 如果并发事务出现死锁，会被死锁检测器检测到，随机终止掉其中一个事务并返回兼容 MySQL 的错误码 1213。

  • 乐观事务和悲观事务可以共存，事务可以任意指定使用乐观模式或悲观模式来执行。

  • 通过设置 innodb_lock_wait_timeout 变量，设置等锁超时时间，等锁超时后返回兼容 MySQL 的错误码 1205。

和 MySQL InnoDB 的差异

  1. TiDB 使用 range 作为 WHERE 条件，执行 DML 和 SELECT FOR UPDATE 语句时不会阻塞范围内并发的 INSERT 语句的执行。

    InnoDB 通过实现 gap lock，支持阻塞 range 内并发的 INSERT 语句的执行，其主要目的是为了支持 statement based binlog，因此有些业务会通过将隔离级别降低至 READ COMMITTED 来避免 gap lock 导致的并发性能问题。TiDB 不支持 gap lock，也就不需要付出相应的并发性能的代价。

  2. TiDB 不支持 SELECT LOCK IN SHARE MODE。

    使用这个语句执行的时候，效果和没有加锁是一样的，不会阻塞其他事务的读写。

  3. DDL 可能会导致悲观事务提交失败。

    MySQL 在执行 DDL 时会被正在执行的事务阻塞住，而在 TiDB 中 DDL 操作会成功，造成悲观事务提交失败：ERROR 1105 (HY000): Information schema is changed. [try again later]。

  4. START TRANSACTION WITH CONSISTENT SNAPSHOT 之后，MySQL 仍然可以读取到之后在其他事务创建的表，而 TiDB 不能。

  5. autocommit 事务不支持悲观锁

    所有自动提交的语句都不会加悲观锁，该类语句在用户侧感知不到区别，因为悲观事务的本质是把整个事务的重试变成了单个 DML 的重试，autocommit 事务即使在 TiDB 关闭重试时也会自动重试，效果和悲观事务相同。

    自动提交的 select for update 语句也不会等锁。

常见问题

  1. TiDB 日志出现 pessimistic write conflict, retry statement。

    当发生 write conflict 时，乐观事务会直接终止，而悲观事务会尝试用最新数据重试该语句直到没有 write conflict，每次重试都会打印该 log，不用特别关注。

  2. 执行 DML 时报错 pessimistic lock retry limit reached。

    悲观事务每个语句有重试次数限制，当因 write conflict 重试超过该限制时会报该错误，默认为 256 次，可通过 TiDB 配置文件 [pessimistic-txn] 类别下的 max-retry-limit 修改。

  3. 悲观事务执行时间限制。

    除了有事务执行时间不能超出 tikv_gc_life_time 的限制外，悲观事务的 TTL 有 10 分钟上限，所以执行时间超过 10 分钟的悲观事务有可能提交失败。