数据库中对事务的学习

事务

---

目录

• 事务
  • 什么是事务
  • 事务的四大特性
  • 数据库并发性问题
    • 事务隔离级别
    • 悲观锁（Pessimistic Locking）
    • 乐观锁（Optimistic Locking）

什么是事务

MySQL事务（Transaction）是一种数据库操作序列，这些操作要么全部执行，要么全部不执行，是一个不可分割的工作单位。事务是数据库管理系统中一个非常重要的概念，主要用于处理并发操作时的数据一致性和完整性。

事务的四大特性

1. 原子性（Atomicity）：事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不执行，不会结束在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误会被回滚（Rollback）到事务开始前的状态，就像这个事务从未执行过一样。
2. 一致性（Consistency）：事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态。一致性与原子性是密切相关的。
3. 隔离性（Isolation）：数据库系统提供一定的隔离机制，使得事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。隔离性有四种隔离级别，分别是：读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read，MySQL的默认级别）和串行化（Serializable）。不同的隔离级别可以不同程度地解决并发问题，但也会带来不同的性能开销。
4. 持久性（Durability）：一旦事务被提交，它对数据库的修改就是永久性的，接下来的其他操作和数据库故障不应该对其有任何影响。

数据库并发性问题

事务隔离级别

事务隔离级别是数据库管理系统（DBMS）用来定义事务之间可见性和并发性的一个标准。SQL标准定义了四种隔离级别，它们解决了脏读、不可重复读和幻读等并发问题：

1. 读未提交（Read Uncommitted）
   • 最低的隔离级别，允许一个事务读取另一个事务未提交的数据。这可能导致脏读（Dirty Read）。
2. 读已提交（Read Committed）
   • 保证一个事务不会读取到另一个事务未提交的数据，即避免了脏读。但是，一个事务可能会多次读取同一数据行的不同版本（因为其他事务可能在这两次读取之间提交了更新），导致不可重复读（Nonrepeatable Read）。
3. 可重复读（Repeatable Read）
   • MySQL的默认事务隔离级别。它确保在同一个事务中多次读取同一数据的结果是一致的，即避免了不可重复读。但是，它并不能完全避免幻读（Phantom Read），即在同一事务中，当两个相同的查询执行时，第二个查询可能会返回第一个查询中未出现的额外行（因为其他事务在这两个查询之间插入了新行）。不过，需要注意的是，在InnoDB存储引擎中，通过多版本并发控制（MVCC）和Next-Key Locks，MySQL的可重复读级别实际上避免了幻读。
4. 串行化（Serializable）
   • 最高的隔离级别，它通过强制事务串行执行，来避免脏读、不可重复读和幻读。这是通过锁定读取的所有行以及这些行之间的“间隙”来实现的，从而阻止其他事务插入新行。这个级别的性能开销最大。

悲观锁（Pessimistic Locking）

悲观锁是一种数据库并发控制的机制，它假设最坏的情况，即每次操作数据时都假设会有冲突发生，因此每次读取或写入数据时都会先加锁。如果数据被其他事务锁定，则当前事务必须等待，直到锁被释放。悲观锁适用于写操作多于读操作的场景，因为它可以有效避免冲突和数据不一致。

乐观锁（Optimistic Locking）

乐观锁同样是一种数据库并发控制的机制，但它假设最好的情况，即认为在数据处理过程中不会发生冲突，因此只在数据提交更新时检查是否有冲突发生。乐观锁通常通过版本号（Version Number）或时间戳（Timestamp）来实现。每次读取数据时，都会获取当前数据的版本号或时间戳，在更新数据时，检查版本号或时间戳是否发生变化，如果未变化则进行更新（此时会更新版本号或时间戳），如果已变化则说明有其他事务进行了修改，当前事务则需要进行相应的处理（如重试或回滚）。乐观锁适用于读操作远多于写操作的场景，因为它可以减少锁的开销，提高系统的并发能力。