什么是事务，并发带来的事务问题以及事务隔离级别（图文详解）

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2024-03-23 22:45 63阅读 0赞

## 一、什么是事务？ ##

简单说就是逻辑上的一组操作，要么都执行，要么都不执行。

举个例子，假如小明要给小红转账100元，这个转账会涉及到两个关键操作：①将小明的余额减少100元。 ②将小红的余额增加100元 。但是万一再这两个操作之间突然出现错误，比如说银行系统崩溃，导致小明余额减少而小红的余额没有增加，这样就不对了。**事务就是保证这两个关键操作要么都成功，要么都失败。**

## 二、事务的特性ACID ##

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1、**原子性**：事务是最小的执行单位，不允许分割。事务的原子性确保动作要么全部完成，要么全不起作用。

2、**一致性**：执行事务前后，数据保持一致。例如转账业务中，无论事务是否成功，转账者和收款人的总额应该是不变的。

3、**隔离性**：并发访问数据库时，一个用户的事务不被其他事务所干扰，各并发事务之间的数据是独立的。

4、**持久性**：一个事务被提交之后，他对数据库的改变是持久的，即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。

> 实现：
> 
>  *  持久性：通过 redo log来保证的
>  *  原子性：通过 undo log来保证的
>  *  隔离性：通过 MVCC 或锁机制来保证的
>  *  一致性：通过持久性+原子性+隔离性来保证

## 三、并发事务带来的问题 ##

在典型的应用程序中，多个事务并发运行，经常会操作相同的数据来完成各自的任务（多个用户对统一数据进行操作）。并发虽然是必须的，但是可能会导致以下的问题。

*  **脏读（Dirty Read）**：当一个事务正在访问数据并且对数据进行了修改，此时还未提交到数据库中，这时另一个事务也访问并使用了这个数据，由于上个事务还未提交，此时他读到的就是“脏数据”，根据“脏数据”所做的操作可能时不正确的。
 *  **丢失修改（Lost of Modify）**：指一个事务读取到一个数据，另一个事务也访问了该数据。那么在第一个事务修改了这个数据后，第二个事务也进行了修改，此时第一个事务的修改结果就被覆盖了，也就是丢失了，因此称为丢失修改。 例如：事务1读取某表中的数据A=20，事务2也读取A=20，事务1修改A=A-1，事务2也修改A=A-1，最终结果A=19，事务1的修改被丢失。
 *  **死锁（Deadlock）**：两个或多个事务相互等待对方释放资源，导致系统无法继续执行。这种情况下，只能通过终止其中一个事务或者回滚来解决死锁。
 *  **不可重复读（Unrepeatableread)：**一个事务在读取某个数据后，另一个事务修改了该数据并提交。当第一个事务再次读取同一数据时，得到的结果与之前不一致。因此称为不可重复读。
 *  **幻读（Phantom read）：**幻读与不可重复读类似，它发生在一个事务（T1）读取了几行数据，接着另一个并发事务（T2)插入了一些数据时。在随后的查询中，第一个事务（T1）就会发现一些原本不存在的记录，就好像发生了幻觉一样，所以称为幻读。

> ### 不可重复度和幻读的区别： ###
> 
> **不可重复读的重点是修改，幻读的重点在于新增或者删除。**
> 
> 例1（同样的条件, 你读取过的数据, 再次读取出来发现值不一样了 ）：事务1中的A先生读取自己的工资为 1000的操作还没完成，事务2中的B先生就修改了A的工资为2000，导 致A再读自己的工资时工资变为 2000；这就是不可重复读。
> 
> 例2（同样的条件, 第1次和第2次读出来的记录数不一样 ）：假某工资单表中工资大于3000的有4人，事务1读取了所有工资大于3000的人，共查到4条记录，这时事务2 又插入了一条工资大于3000的记录，事务1再次读取时查到的记录就变为了5条，这样就导致了幻读。

## 四、事务隔离级别 ##

**SQL 标准定义了四个隔离级别：**

*  **READ-UNCOMMITTED(读取未提交)：** 最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更，**可能会导致脏读、幻读或不可重复读**。
 *  **READ-COMMITTED(读取已提交)：** 允许读取并发事务已经提交的数据，**可以阻止脏读，但是幻读或不可重复读仍有可能发生**。
 *  **REPEATABLE-READ(可重复读)：** 对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改，**可以阻止脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生**。
 *  **SERIALIZABLE(可串行化)：** 最高的隔离级别，完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行，这样事务之间就完全不可能产生干扰，也就是说，**该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。**

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<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>隔离级别</th> 
   <th>脏读</th> 
   <th>不可重复读</th> 
   <th>幻影读</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>READ-UNCOMMITTED</td> 
   <td>√</td> 
   <td>√</td> 
   <td>√</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>READ-COMMITTED</td> 
   <td>×</td> 
   <td>√</td> 
   <td>√</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>REPEATABLE-READ</td> 
   <td>×</td> 
   <td>×</td> 
   <td>√</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SERIALIZABLE</td> 
   <td>×</td> 
   <td>×</td> 
   <td>×</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

MySQL InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 **REPEATABLE-READ（可重读）**

需要注意的是：与 SQL 标准不同的地方在于InnoDB 存储引擎在 **REPEATABLE-READ（可重读）** 事务隔离级别下，允许应用使用 Next-Key Lock 锁算法来避免幻读的产生。这与其他数据库系统(如 SQL Server)是不同的。所以说虽然 InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 **REPEATABLE-READ（可重读）** ，但是可以通过应用加锁读（例如 `select * from table for update` 语句）来保证不会产生幻读，而这个加锁度使用到的机制就是 Next-Key Lock 锁算法。从而达到了 SQL 标准的 **SERIALIZABLE(可串行化)** 隔离级别。

因为隔离级别越低，事务请求的锁越少，所以大部分数据库系统的隔离级别都是**READ-COMMITTED(读取提交内容):**，但是你要知道的是InnoDB 存储引擎默认使用 **REPEATABLE-READ（可重读）** 并不会有任何性能损失。

InnoDB 存储引擎在 **分布式事务** 的情况下一般会用到**SERIALIZABLE(可串行化)** 隔离级别。

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