事务

事务是数据库管理系统（DBMS）执行过程中的一个逻辑单位（不可再进行分割），由一个有限的数据库操作序列构成（多个DML语句，select语句不包含事务），要不全部成功，要不全部不成功。

事务基本特性ACID是什么？

原子性（atomicity)

一个事务必须被视为一个不可分割的最小单元，整个事务中的所有操作要么 全部提交成功，要么全部失败，对于一个事务来说，不能只执行其中的一部分操作。

undo log 是InnoDB存储引擎特有的。具体的实现方式是：将所有对数据的修改（增、删、改）都写入日志（undo log）。如果一个事务中的一部分操作已经成功，但另一部分操作，由于断电/系统崩溃/其它的软硬件错误而无法成功执行，则通过回溯日志，将已经执行成功的操作撤销，从而达到全部操作失败的目的。

undo log是逻辑日志，可以理解为：记录和事务操作相反的SQL语句，事务执行insert语句，undo log就记录delete语句。它以追加写的方式记录日志，不会覆盖之前的日志。除此之外undo log还用来实现数据库多版本并发控制（Multiversion Concurrency Control，简称MVCC）

一致性（consistency)

一致性是指事务将数据库从一种一致性转换到另外一种一致性状态，在事务开始之前和事务结束之后数据库中数据的完整性没有被破坏。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改,以保持数据的完整性。

例如转账：A给B转账，A减去500，B增加500，减少和增加相加应该是0

隔离性（Isolation）

一个事务的执行不能被其他事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据 对并发的其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。数据库系统提供一定的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程中的中间状态对外部是不可见的,反之亦然。

如果隔离性不能保证，会导致什么问题？

张三借给李四生活费，借了两次，每次都是 500，张三的卡里开始有 1200，李四的卡里开始有 300，从理论上，借完后，张三的卡里有 200，李四的卡里应该有 1300。

我们将 张三向李四同时进行的两次转账操作分别称为 T1 和 T2，在现实世界中 T1 和 T2 是应该没有关系的，可以先执行完 T1，再执行 T2，或者先执行完 T2，再执行 T1，结果都是一样的。但是很不幸，真实的数据库中 T1 和 T2 的操作可能交替执行的，执行顺序就有可能是：

如果按照上图中的执行顺序来进行两次转账的话，最终我们看到，张三 的账户里还剩 700 元钱，相当于只扣了 500 元钱，但是李四的账户里却成了 1300 元钱，多出现了 500 元，银行是不是亏了！

所以对于现实世界中状态转换对应的某些数据库操作来说，不仅要保证这些 操作以原子性的方式执行完成，而且要保证其它的状态转换不会影响到本次状态转换，这个规则被称之为隔离性。

MySQL InnoDB 引擎通过 锁机制、MVCC 等手段来保证事务的隔离性（ 默认支持的隔离级别是 REPEATABLE-READ ）。

持久性（Durability）

一旦事务提交，则其所做的修改就会永久保存到数据库中。此时即使系统崩溃，已经提交的修改数据也不会丢失。MySQL事务的持久性是通过redo log 来实现的。redo log也是InnoDB存储引擎特有的。具体实现方式是：当发生数据修改（增、删、改）的时候，InnoDB引擎会先将记录写到redo log中，并更新内存，此时更新就算完成了。同时InnoDB引擎会在合适的时机将记录刷到磁盘中。

redo log是物理日志，记录的是在某个数据页做了什么修改，而不是SQL语句的形式。它有固定大小，是循环写的方式记录日志，空间用完后会覆盖之前的日志。

undo log保证原子性，redo log保证持久性，设置隔离级别，保证并发事务进行的时候，保证数据一致性。

事务并发引发的问题

更新丢失(Lost Update)或脏写

当两个或多个事务选择同一行，然后基于最初选定的值更新该行时，由于每个事务都不知道其他事务的存在，就会发生丢失更新问题–最后的更新覆盖了由其他事务所做的更新。

脏读（Dirty Reads）

事务A读取到了事务B已经修改但尚未提交的数据，还在这个数据基础上做了操作。此时，如果B事务回滚，A读取的数据无效，不符合一致性要求

不可重复读 （Non-Repeatable Reads）

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。事务A内部的相同查询语句在不同时刻读出的结果不一致，不符合隔离性

幻读（Phantom Reads）

一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据，这种现象就称为“幻读”。

一句话：事务A读取到了事务B提交的新增数据，不符合隔离性

SQL标准中的四种隔离级别

“脏读”、“不可重复读”和“幻读”,其实都是数据库读一致性问题,必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。

READ UNCOMMITTED：未提交读。

READ COMMITTED：已提交读。

REPEATABLE READ：可重复读。

SERIALIZABLE：可串行化

SQL 标准中规定，针对不同的隔离级别，并发事务可以发生不同严重程度的问题，具体情况如下：

也就是说：

READ UNCOMMITTED 隔离级别下，可能发生脏读、不可重复读和幻读问题。

READ COMMITTED 隔离级别下，可能发生不可重复读和幻读问题，但是不可以发生脏读问题。

REPEATABLE READ 隔离级别下，可能发生幻读问题，但是不可以发生脏读和不可重复读的问题。

SERIALIZABLE 隔离级别下，各种问题都不可以发生。

数据库的事务隔离越严格,并发副作用越小,但付出的代价也就越大,因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上“串行化”进行,这显然与“并发”是矛盾的。

同时,不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的,比如许多应用对“不可重复读"和“幻读”并不敏感,可能更关心数据并发访问的能力。

常看当前数据库的事务隔离级别: show variables like 'tx_isolation';

Mysql默认的事务隔离级别是可重复读

准备一张表

CREATE TABLE `account` (
`id`  int NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
`name`  varchar(255) NULL ,
`balance`  int NULL ,
PRIMARY KEY (`id`)
)
;
INSERT INTO`account` (`name`, `balance`) VALUES ('刘备', '450');
INSERT INTO`account` (`name`, `balance`) VALUES ('张飞', '16000');
INSERT INTO `account` (`name`, `balance`) VALUES ('关羽', '2400');

未提交读（READ UNCOMMITED)

事务A读取到事务B未提交的数据

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

设置事务隔离级别

set SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;

事务A：

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：

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：

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.

已提交读（READ COMMITED)

set SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL read committed;

可以读到已经事务提交的数据,不能出现脏读

客户端A：

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：

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

客户端B的事务提交

客户端A能查到最新的数据，产生了不可重复读。

可重复读（REPEATABLE READ）

set SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL repeatable read;

在同一个事务中读到是同一条数据，其他事务修改了读的也是修改前的数据

不能出现脏读和不可重复读

特别注意的是MySQL数据库在RR隔离级别时候也解决了幻读问题

客户端A：

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

在客户端A查询表account的所有记录，两次查询结果一样，解决了不可重复读

在客户端B，插入一条新数据后提交

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

可串行化

set SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL serializable;

在一个事务未提交时候，另外一个事务不能对这个表的数据修改，包括新增、修改、删除

客户端A：

打开一个客户端B，并设置当前事务模式为serializable，更新相同的id为1的记录会被阻塞等待，更新id为2的记录可以成功，说明在串行模式下innodb的查询也会被加上行锁。

如果客户端A执行的是一个范围查询，那么该范围内的所有行包括每行记录所在的间隙区间范围(就算该行数据还未被插入也会加锁，这种是间隙锁)都会被加锁。此时如果客户端B在该范围内插入数据都会被阻塞，所以就避免了幻读。

这种隔离级别并发性极低，开发中很少会用到。