数据库事务的ACID及隔离级别

Posted 2021-04-21 程序员食堂

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数据库事务的ACID及隔离级别

mysql中的存储引擎

在mysql5.5后MySQL5.5以后默认使用InnoDB存储引擎，除InnoDB和BDB提供事务安全表，其它存储引擎都是非事务安全表。

Mysql中的部分存储引擎特性

本次主要介绍数据库事务的ACID及隔离级别

一．事务（Transaction）

（1）ACID

事务是一组SQL语句组成的逻辑处理单元，事物具有以下4个属性，通常称为事物的ACID属性

    原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作单元，其对数据的修改，要么一次全都执行成功，要么全都失败回滚。只有当事务中的所有部分都成功执行了，才将事务写入磁盘并使变化永久化。 

    一致性（Consistent）：在事务开始和完成时，数据都必须保持一致状态。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；事务结束时，所有的内部数据结构（如B+Tree索引）也都必须是正确的。

    隔离性（Isolation）：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。

    持久性（Durable）：事务完成之后，它对于数据的修改是永久性的，即使出现系统故障也能够保持。

（2）并发处理事任务出现的问题

    相对于串行处理来说，并发事务处理能大大增加数据库资源的利用率，提高数据库系统的事务吞吐量，从而可以支持更多的用户。但并发事务处理也会带来一些问题，主要包括以下几种情况。

    脏读（Dirty Reads）：一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务完成并提交前，这条记录的数据就处于不一致状态；这时，另一个事务也来读取同一条记录，如果不加控制，第二个事务读取了这些“脏”数据，并据此做进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做"脏读"。

eg:A转账给B准备转2000，但是A错填了3000但是未提交这个事务，这时B查看账户发现账户增加了3000，这时A发现填错了马上撤回了这个事务，改为2000并提交了这个事务。B以为A多转了于是给A回转了1000，最终B发现账户只多了1000。

    不可重复读（Non-Repeatable Reads）：一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了！这种现象就叫做“不可重复读”。

eg:A查看看账户发现钱足够于是准备买一个东西，正在网上转账的时候，这个时候拿着A银行卡的B 将银行卡中的钱取了出来。A出现了余额不足转账失败的情况

    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”。

eg:A购物转账的时候，B查看了A的消费记录有n条,在打印的时候发现有n+1条消费记录（B的查看和打印属于同一个事物）

    脏读，不可重复读和幻读的区别：

    脏读：针对未提交数据

    不可重复读：针对其他提交前后，读取数据本身的对比

    幻读：针对其他提交前后，读取数据条数的对比

二．事务隔离性的4个级别

    在上面讲到的并发事务处理带来的问题中，但防止更新丢失，并不能单靠数据库事务控制器来解决，需要应用程序对要更新的数据加必要的锁来解决，因此，防止更新丢失应该是应用的责任。

“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。数据库实现事务隔离的方式，基本上可分为以下两种。

     一种是在读取数据前，对其加锁，阻止其他事务对数据进行修改。

    另一种是不用加任何锁，通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照（Snapshot)，并用这个快照来提供一定级别（语句级或事务级）的一致性读取。从用户的角度来看，好象是数据库可以提供同一数据的多个版本，因此，这种技术叫做数据多版本并发控制（MultiVersion Concurrency Control，简称MVCC或MCC），也经常称为多版本数据库。

    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。

    为了解决“隔离”与“并发”的矛盾，ISO/ANSI SQL92定义了4个事务隔离级别，每个级别的隔离程度不同，允许出现的副作用也不同，应用可以根据自己的业务逻辑要求，通过选择不同的隔离级别来平衡“隔离”与“并发”的矛盾。表20-5很好地概括了这4个隔离级别的特性。

Mysql的默认隔离级别为Repeatable read

    以上四种隔离级别最高的是Serializable级别，最低的是Read uncommitted级别，当然级别越高，执行效率就越低。像Serializable这样的级别，就是以锁表的方式(类似于Java多线程中的锁)使得其他的线程只能在锁外等待，所以平时选用何种隔离级别应该根据实际情况。在MySQL数据库中默认的隔离级别为Repeatable read (可重复读)。