数据库——数据库的事务、ACID及隔离级别

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来源：博客园

1.数据库的事务

　　所谓事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么不做，是一个不可分割的工作单位。例如，在关系数据库中，一条或一组SQL语句、整个程序都可以是一个事务。

　　事务和程序是两个概念，一个程序中可以有多个事务。

　　在SQL中，事务定义的三条语句：

　　BEGIN TRANSACTION；（开始）

　　COMMIT；　　　  （提交）

　　ROLLBACK；　　（回滚）

　　事务通常以BEGIN TRANSACTION开始，以COMMIT或ROLLBACK结束。COMMIT表示提交事务的所有操作。具体地说就是将事务中所有的对数据库的更新写回磁盘上的物理数据库中，事务正常结束。ROLLBACK表示回滚，即事务运行过程中发生了故障，事务不能继续执行，系统将事务中对数据库中所有已完成的操作全部撤回，回滚到事务开始的状态。

2.事务的ACID特性

　　事务具有4个特性：原子性（A）、一致性（C）、隔离性（I）和持续性（D）。这四个特性简称ACID特性　

　　原子性（Atomicity）

　　原子性是指事务包含的所有操作要么全部成功，要么全部失败回滚，这和前面介绍事务的功能是一样的概念，因此事务的操作如果成功就必须要完全应用到数据库，如果操作失败则不能对数据库有任何影响。

　　一致性（Consistency）

　　一致性是指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，也就是说一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。因此当数据库只包含成功执行事务提交结果时，就说数据库处于一致性状态。当事务执行发生故障时，如果这些未完成的事务对数据库所做个的修改有一部分已经写入物理数据库，这时数据库便处于不一致性状态（逻辑错误）。

　　例如银行转账事务：假设用户A和用户B两者的钱加起来一共是5000，那么不管A和B之间如何转账，转几次账，事务结束后两个用户的钱相加起来应该还得是5000，这就是事务的一致性。

　　隔离性（Isolation）

　　事务的执行不能被其他事务干扰。即一个事务的内部操作及使用的数据对其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能相互打扰。

　　隔离性是当多个用户并发访问数据库时，比如操作同一张表时，数据库为每一个用户开启的事务，不能被其他事务的操作所干扰，多个并发事务之间要相互隔离。

　　即要达到这么一种效果：对于任意两个并发的事务T1和T2，在事务T1看来，T2要么在T1开始之前就已经结束，要么在T1结束之后才开始，这样每个事务都感觉不到有其他事务在并发地执行。

　　持久性（Durability）

　　持久性是指一个事务一旦被提交了，那么对数据库中的数据的改变就是永久性的，接下来发生的任何其他操作故障不应该对其执行结果造成影响，即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。

3.事务的隔离级别

　　3.1 Read Uncommitted（读取未提交内容）——脏读（Dirty Read）

　　脏读是指在一个事务处理过程里读取了另一个未提交的事务中的数据。

　　在该隔离级别，所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。本隔离级别很少用于实际应用，因为它的性能也不比其他级别好多少。读取未提交的数据，也被称之为脏读（Dirty Read）。

例如转账：　　

　　　　　update account set money=money+100 where name=’B’;  (此时A通知B)

    　　　　update account set money=money - 100 where name=’A’;

　　　　    当只执行第一条SQL时，A通知B查看账户，B发现确实钱已到账（此时即发生了脏读），而之后无论第二条SQL是否执行，只要该事务不提交，则所有操作都将回滚，

　　    那么当B以后再次查看账户时就会发现钱其实并没有转。

　　3.2 Read Committed（读取提交内容）

　　 这是大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL默认的）。它满足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所做的改变。这种隔离级别 也支持所谓的不可重复读（Nonrepeatable Read），因为同一事务的其他实例在该实例处理其间可能会有新的commit，所以同一select可能返回不同结果。

　　3.3 Repeatable Read（可重读）

　　 这是MySQL的默认事务隔离级别，它确保同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到同样的数据行。不过理论上，这会导致另一个棘手的问题：幻读 （Phantom Read）。简单的说，幻读指当用户读取某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围内插入了新行，当用户再读取该范围的数据行时，会发现有新的“幻影” 行。InnoDB和Falcon存储引擎通过多版本并发控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）机制解决了该问题。

　　3.4Serializable（可串行化）

　　这是最高的隔离级别，它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。简言之，它是在每个读的数据行上加上共享锁。在这个级别，可能导致大量的超时现象和锁竞争。

　　这四种隔离级别采取不同的锁类型来实现，若读取的是同一个数据的话，就容易发生问题。

　　例如：

　　　　脏读(Drity Read)：某个事务已更新一份数据，另一个事务在此时读取了同一份数据，由于某些原因，前一个RollBack了操作，则后一个事务所读取的数据就会是不正确的。

　　　　不可重复读(Non-repeatable read):在一个事务的两次查询之中数据不一致，这可能是两次查询过程中间插入了一个事务更新的原有的数据。

　　　　幻读(Phantom Read):在一个事务的两次查询中数据笔数不一致，例如有一个事务查询了几列(Row)数据，而另一个事务却在此时插入了新的几列数据，先前的事务在接下来的查询中，

  　 就会发现有几列数据是它先前所没有的。

　　在MySQL中，实现了这四种隔离级别，分别有可能产生问题如下所示：