MySQL中的事务
什么是事务?
为了完成对数据的操作，企业应用经常要求并发访问在多个构件之间共享的数据。这些应用在下列条件下应该维护数据的完整性(由应用的商务规则来定义):
分布式访问一个单独的数据资源，以及从一个单独的应用构件访问分布式资源。
在这种情况，可能要求在(分布式)资源上的一组操作被当作一个工作单元(unit)。在一个工作单元中, 操作的所有部分一起成功或失败并恢复。在下面的情况下这个问题更加复杂:
通过一组分布式的、访问多个资源的数据的构件实现一个工作单元，和/或部分操作是被顺序执行的或在要求协调和/或同步的并行线程中。
在所有情况下, 都要求应用维护一个工作单元的成功或失败。在失败的情况下，所有资源要把数据状态返回到以前的状态
(比如说，工作单元开始前的状态)。
事务的概念和和事务管理器(或者一个事务处理服务)在一个工作单元中的维护数据完整性，这就简化了这样的企业级别分布式应用的构造。
一、事务的基本要素（ACID）
1、原子性（Atomicity）：事务开始后所有操作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错，会回滚到事务开始前的状态，所有的操作就像没有发生一样。也就是说事务是一个不可分割的整体，就像化学中学过的原子，是物质构成的基本单位。
2、一致性（Consistency）：事务开始前和结束后，数据库的完整性约束没有被破坏 。比如A向B转账，不可能A扣了钱，B却没收到。
3、隔离性（Isolation）：同一时间，只允许一个事务请求同一数据，不同的事务之间彼此没有任何干扰。比如A正在从一张银行卡中取钱，在A取钱的过程结束前，B不能向这张卡转账。
4、持久性（Durability）：事务完成后，事务对数据库的所有更新将被保存到数据库，不能回滚。
二、事务的并发问题
1、脏读：事务A读取了事务B更新的数据，然后B回滚操作，那么A读取到的数据是脏数据
2、不可重复读：事务 A 多次读取同一数据，事务 B 在事务A多次读取的过程中，对数据作了更新并提交，导致事务A多次读取同一数据时，结果 不一致。
3、幻读：系统管理员A将数据库中所有学生的成绩从具体分数改为ABCDE等级，但是系统管理员B就在这个时候插入了一条具体分数的记录，当系统管理员A改结束后发现还有一条记录没有改过来，就好像发生了幻觉一样，这就叫幻读。
小结：不可重复读的和幻读很容易混淆，不可重复读侧重于修改，幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行，解决幻读需要锁表
例子说明事务:现在需要将银行理财中的金额转2000到活期账户上去
- 检查理财账户中的余额是否高于2000元
- 从理财账户的余额减去2000元
- 在活期存款账户上增加2000元
一个事务是有下列属性的一个工作单元:
原子性(ATOMICITY):
一个事务要被完全的无二义性的做完或撤消。在任何操作出现一个错误的情况下，构成事务的所有操作的效果必须被撤消，数据应被回滚到以前的状态。 （在例子中可以看出，如果没有事务那么第二步成功第三步还未开始时，就会导致理财账户白白损失2000元，所以在一个事务中事务要么全部成功提交，要么全部失败回滚）
一致性(CONSISTENCY):
一个事务应该保护所有定义在数据上的不变的属性(例如完整性约束)。在完成了一个成功的事务时，数据应处于一致的状态。换句话说，一个事务应该把系统从一个一致-状态转换到另一个一致状态。举个例子，在关系数据库的情况下，
一个一致的事务将保护定义在数据上的所有完整性约束。(在例子中我们可以看出理财账户和活期账户的总金额没有发生变化，事务的一致性指的是数据的完整性不应随着状态而变化,即不管转账多少次理财账户和活期账户的总金额不变)
隔离性(ISOLATION):
在同一个环境中可能有多个事务并发执行，而每个事务都应表现为独立执行。串行的执行一系列事务的效果应该同于并发的执行它们。这要求两件事:
在一个事务执行过程中，数据的中间的(可能不一致)状态不应该被暴露给所有的其他事务。
两个并发的事务应该不能操作同一项数据。数据库管理系统通常使用锁来实现这个特征。 (在例子中这个事务还没有提交的时候，查询A用户余额应该看到的还是转账前的余额，后面会讲到事务的几种隔离级别)
持久性(DURABILITY):
一个被完成的事务的效果应该是持久的,是一个相对而言的概念，只从数据库角度考虑，而不包括磁盘损坏等情况(磁盘损坏需要通过磁盘数据备份或者高可用架构等完成)
三、事务的隔离级别
| 事务隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
| 读未提交（read-uncommitted） | 是 | 是 | 是 |
| 不可重复读（read-committed） | 否 | 是 | 是 |
| 可重复读（repeatable-read） | 否 | 否 | 是 |
| 串行化（serializable） | 否 | 否 | 否 |
mysql默认的事务隔离级别为repeatable-read
四、用例子说明各个隔离级别的情况
1、读未提交：
（1）打开一个客户端A，并设置当前事务模式为read uncommitted（未提交读），查询表account的初始值：
（2）在客户端A的事务提交之前，打开另一个客户端B，更新表account：
（3）这时，虽然客户端B的事务还没提交，但是客户端A就可以查询到B已经更新的数据：
（4）一旦客户端B的事务因为某种原因回滚，所有的操作都将会被撤销，那客户端A查询到的数据其实就是脏数据：
（5）在客户端A执行更新语句update account set balance = balance - 50 where id =1，lilei的balance没有变成350，居然是400，是不是很奇怪，数据不一致啊，如果你这么想就太天真 了，在应用程序中，我们会用400-50=350，并不知道其他会话回滚了，要想解决这个问题可以采用读已提交的隔离级别
2、读已提交
（1）打开一个客户端A，并设置当前事务模式为read committed（未提交读），查询表account的所有记录：
（2）在客户端A的事务提交之前，打开另一个客户端B，更新表account：
（3）这时，客户端B的事务还没提交，客户端A不能查询到B已经更新的数据，解决了脏读问题：
（4）客户端B的事务提交
（5）客户端A执行与上一步相同的查询，结果 与上一步不一致，即产生了不可重复读的问题
3、可重复读
（1）打开一个客户端A，并设置当前事务模式为repeatable read，查询表account的所有记录
（2）在客户端A的事务提交之前，打开另一个客户端B，更新表account并提交
（3）在客户端A查询表account的所有记录，与步骤（1）查询结果一致，没有出现不可重复读的问题
（4）在客户端A，接着执行update balance = balance - 50 where id = 1，balance没有变成400-50=350，lilei的balance值用的是步骤（2）中的350来算的，所以是300，数据的一致性倒是没有被破坏。可重复读的隔离级别下使用了MVCC机制，select操作不会更新版本号，是快照读（历史版本）；insert、update和delete会更新版本号，是当前读（当前版本）。
（5）重新打开客户端B，插入一条新数据后提交
（6）在客户端A查询表account的所有记录，没有 查出 新增数据，所以没有出现幻读
4.串行化
（1）打开一个客户端A，并设置当前事务模式为serializable，查询表account的初始值：
mysql> set session transaction isolation level serializable; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> start transaction; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from account; +------+--------+---------+ | id | name | balance | +------+--------+---------+ | 1 | lilei | 10000 | | 2 | hanmei | 10000 | | 3 | lucy | 10000 | | 4 | lily | 10000 | +------+--------+---------+ 4 rows in set (0.00 sec)
（2）打开一个客户端B，并设置当前事务模式为serializable，插入一条记录报错，表被锁了插入失败，mysql中事务隔离级别为serializable时会锁表，因此不会出现幻读的情况，这种隔离级别并发性极低，开发中很少会用到。
mysql> set session transaction isolation level serializable; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> start transaction; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> insert into account values(5,'tom',0); ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
五、总结
1、事务隔离级别为读提交时，写数据只会锁住相应的行
2、事务隔离级别为可重复读时，如果检索条件有索引（包括主键索引）的时候，默认加锁方式是next-key 锁；如果检索条件没有索引，更新数据时会锁住整张表。一个间隙被事务加了锁，其他事务是不能在这个间隙插入记录的，这样可以防止幻读。
3、事务隔离级别为串行化时，读写数据都会锁住整张表
4、隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。
