事务的 ACID 特性 与 事务的隔离级别

事务的四个特性(ACID)

如果一个数据库声称支持事务的操作,那么该数据库必须要具备以下四个特性:

  1. 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。一旦事务在运行中出现错误,直接回滚到未启动事务前。

  2. 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。多个事务并发的情况下,也要保证系统数据有如同串行操作一样的一致效果。

  3. 隔离性Isolation)
      隔离性是当多个用户并发访问数据库时,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,仿佛是系统内唯一操作。
      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。

  4. 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,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。

事务的隔离级别

先来看看如果不考虑事务的隔离性,会发生的几种问题:

  1. 第一类丢失更新(Update Lost)
      此种更新丢失是因为回滚的原因,所以也叫回滚丢失。此时两个事务同时更新 count,两个事务都读取到 100,事务一更新成功并提交,count=100+1=101,事务二出于某种原因更新失败了,然后回滚,事务二就把 count 还原为它一开始读到的 100,此时事务一的更新就这样丢失了。
  2. 脏读(Dirty Read)
      脏读是指在一个事务处理过程中读取了另一个未提交的事务中的数据。
      当一个事务正在多次修改某个数据,而在这个事务中这多次的修改都还未提交,这时一个并发的事务来访问该数据,就会造成两个事务得到的数据不一致。例如:用户 A 向用户 B 转账 100 元,对应 SQL 命令如下:
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。

  1. 不可重复读(Not Repeatable Read)
      不可重复读是指在对于数据库中的某个数据,一个事务范围内多次查询却返回了不同的数据值,这是由于在查询间隔,被另一个事务修改并提交了。
      不可重复读和脏读的区别是,脏读是某一事务读取了另一个事务未提交的脏数据,而不可重复读则是读取了前一事务提交的数据。
      在某些情况下,不可重复读并不是问题,比如我们多次查询某个数据当然以最后查询得到的结果为主。但在另一些情况下就有可能发生问题,例如对于 A 和 B 依次查询就可能不同,影响后续的操作。

  2. 第二类丢失更新(Second Update Lost)
      此种更新丢失是因为更新被其他事务给覆盖了,也可以叫覆盖丢失。举个例子,两个事务同时更新 count,都读取 100 这个初始值,事务一先更新成功并提交,count=100+1=101,事务二后更新成功并提交,count=100+1=101,由于事务二 count 还是从 100 开始增加,事务一的更新就这样丢失了。

  3. 虚读(幻读)(Phantom Read)
      幻读是事务非独立执行时发生的一种现象。例如事务 T1 对一个表中所有的行的某个数据项做了从 “1” 修改为 “2” 的操作,这时事务 T2 又对这个表中插入了一行数据项,而这个数据项的数值还是为 “1” 并且提交给数据库。而操作事务 T1 的用户如果再查看刚刚修改的数据,会发现还有一行没有修改,其实这行是从事务 T2 中添加的,就好像产生幻觉一样,这就是发生了幻读。
      幻读和不可重复读都是读取了另一条已经提交的事务,所不同的是不可重复读查询的都是同一个数据项,而幻读针对的是一批数据整体(比如数据的个数)。

现在来看看 MySQL 数据库为我们提供的四种隔离级别以及可避免的问题

隔离级别 第一类丢失更新 脏读 不可重复读 第二类丢失更新 幻读
Serializable
(串行化)
Repeatable read
(可重复读)
×
Read committed
(读已提交)
× × ×
Read uncommitted
(读未提交)
× × × × ×

在 MySQL 数据库中默认的隔离级别为 Repeatable read(可重复读)。

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