事务的四个特性,以及在并发环境下可能引发的一些问题
原子性
整个事务中的所有操作,要么全部完成,要么全部不完成,不可能停滞在中间某个环节。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,就像这个事务从来没有执行过一样。
一致性
一个事务可以封装状态改变(除非它是一个只读的)。事务开始到结束必须从一个一致的状态到另一个一致的状态,不管在任何给定的时间并发事务有多少。
也就是说:如果事务是并发多个,系统也必须如同串行事务一样操作。其主要特征是保护性和不变性(Preserving an Invariant),以转账案例为例,假设有五个账户,每个账户余额是100元,那么五个账户总额是500元,如果在这个5个账户之间同时发生多个转账,无论并发多少个,比如在A与B账户之间转账5元,在C与D账户之间转账10元,在B与E之间转账15元,五个账户总额也应该还是500元,这就是保护性和不变性。
隔离性
隔离状态执行事务,使它们好像是系统在给定时间内执行的唯一操作。如果有两个事务,运行在相同的时间内,执行相同的功能,事务的隔离性将确保每一事务在系统中认为只有该事务在使用系统。这种属性有时称为串行化,为了防止事务操作间的混淆,必须串行化或序列化请求,使得在同一时间仅有一个请求用于同一数据。
持久性
在事务完成以后,该事务对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中,并不会被回滚。
简单介绍实现持久性的一种思想:
WAL 的中心思想是对数据文件 的修改(它们是表和索引的载体)必须是只能发生在这些修改已经 记录了日志之后 -- 也就是说,在日志记录冲刷到永久存储器之后. 如果我们遵循这个过程,那么我们就不需要在每次事务提交的时候 都把数据页冲刷到磁盘,因为我们知道在出现崩溃的情况下, 我们可以用日志来恢复数据库:任何尚未附加到数据页的记录 都将先从日志记录中重做(这叫向前滚动恢复,也叫做 REDO) 然后那些未提交的事务做的修改将被从数据页中删除 (这叫向后滚动恢复 - UNDO)。
1.脏读
A事务读取B事务尚未提交的更改数据,并在这个数据的基础上进行操作,这时候如果事务B回滚,那么A事务读到的数据是不被承认的。
2.不可重复读
不可重复读是指A事务读取了B事务已经提交的更改数据。假如A在取款事务的过程中,B往该账户转账100,A两次读取的余额发生不一致。
3.幻读
A事务读取B事务提交的新增数据,会引发幻读问题。幻读一般发生在计算统计数据的事务中,例如银行系统在同一个事务中两次统计存款账户的总金额,在两次统计中,刚好新增了一个存款账户,存入了100,这时候两次统计的总金额不一致。
注意:不可重复读和幻读的区别是:前者是指读到了已经提交的事务的更改数据(修改或删除),后者是指读到了其他已经提交事务的新增数据。对于这两种问题解决采用不同的办法,防止读到更改数据,只需对操作的数据添加行级锁,防止操作中的数据发生变化;二防止读到新增数据,往往需要添加表级锁,将整张表锁定,防止新增数据(oracle采用多版本数据的方式实现)。
4.第一类丢失更新
A事务撤销时,把已经提交的B事务的更新数据覆盖了。
5.第二类丢失更新
A事务覆盖B事务已经提交的数据,造成B事务所做的操作丢失 。
为了解决上述问题,数据库通过锁机制解决并发访问的问题。根据锁定对象不同:分为行级锁和表级锁;根据并发事务锁定的关系上看:分为共享锁定和独占锁定,共享锁定会防止独占锁定但允许其他的共享锁定。而独占锁定既防止共享锁定也防止其他独占锁定。为了更改数据,数据库必须在进行更改的行上施加行独占锁定,insert、update、delete和selsct for update语句都会隐式采用必要的行锁定。
但是直接使用锁机制管理是很复杂的,基于锁机制,数据库给用户提供了不同的事务隔离级别,只要设置了事务隔离级别,数据库就会分析事务中的sql语句然后自动选择合适的锁。