事務(wù)特性
數(shù)據(jù)庫事務(wù)具有以下四個基本特性，通常被稱為 ACID 特性：
原子性（Atomicity）：事務(wù)被視為不可分割的最小工作單元叙凡，要么全部執(zhí)行成功劈伴，要么全部失敗回滾。這意味著如果事務(wù)執(zhí)行過程中發(fā)生了錯誤握爷，所有的修改都將被回滾跛璧，數(shù)據(jù)庫狀態(tài)將回到事務(wù)執(zhí)行前的狀態(tài)。
一致性（Consistency）：事務(wù)執(zhí)行前后新啼，數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個一致性狀態(tài)追城。事務(wù)的執(zhí)行不會破壞數(shù)據(jù)庫的完整性約束，例如主鍵燥撞、外鍵約束等座柱。數(shù)據(jù)庫會保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和一致性迷帜。
隔離性（Isolation）：每個事務(wù)的操作都相互隔離，一個事務(wù)的中間結(jié)果對其他事務(wù)是不可見的色洞。這意味著一個事務(wù)的修改在提交之前對其他事務(wù)是不可見的戏锹，防止了并發(fā)事務(wù)之間的相互影響，保證了數(shù)據(jù)的正確性火诸。
持久性（Durability）：一旦事務(wù)提交成功锦针，對數(shù)據(jù)庫的修改就會永久保存，即使系統(tǒng)故障或崩潰也不會丟失置蜀。數(shù)據(jù)庫會將事務(wù)的結(jié)果持久化到非易失性存儲器中奈搜，以保證即使系統(tǒng)發(fā)生故障，數(shù)據(jù)也不會丟失盯荤。
這些特性確保了數(shù)據(jù)庫事務(wù)的可靠性和穩(wěn)定性馋吗。它們是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中設(shè)計用于支持可靠性和并發(fā)控制的重要概念。通過保證事務(wù)具有這些特性廷雅，數(shù)據(jù)庫可以提供穩(wěn)定耗美、可靠、高效的數(shù)據(jù)管理和處理能力航缀。
事務(wù)的隔離級別
事務(wù)的隔離性
事務(wù)完全的串行會嚴(yán)重的降低系統(tǒng)的吞吐量和資源利用率商架，仔細(xì)發(fā)現(xiàn)，引發(fā)事務(wù)一致性問題的根本原因在于多個事務(wù)訪問了相同的數(shù)據(jù)芥玉，更合理的做法是蛇摸，在某個事務(wù)訪問某個數(shù)據(jù)時，對其他想要訪問該數(shù)據(jù)的事務(wù)進(jìn)行限制灿巧，當(dāng)該事務(wù)提交后赶袄，其他事務(wù)才能繼續(xù)訪問這個數(shù)據(jù)
事務(wù)并發(fā)執(zhí)行引發(fā)的一致性問題
臟讀
一個事務(wù)讀取了另一個未提交事務(wù)修改過的數(shù)據(jù)，意味著發(fā)生了臟讀抠藕，臟讀引發(fā)的事務(wù)一致性問題饿肺。T1事務(wù)讀取了T2事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)。
幻讀和不可重復(fù)讀是并發(fā)事務(wù)中可能出現(xiàn)的兩種問題盾似，它們在數(shù)據(jù)庫事務(wù)隔離級別較低的情況下會更容易發(fā)生敬辣。它們之間的區(qū)別在于以下幾點：
幻讀（Phantom Read）
幻讀指的是在同一個事務(wù)內(nèi)多次執(zhí)行同樣的查詢，但在查詢中返回了不同的數(shù)據(jù)行的現(xiàn)象零院。這種情況通常發(fā)生在一個事務(wù)中插入數(shù)據(jù)后溉跃，另一個并發(fā)事務(wù)再執(zhí)行相同的查詢，發(fā)現(xiàn)結(jié)果集中出現(xiàn)了之前不存在的行告抄。
不可重復(fù)讀（Non-repeatable Read）
不可重復(fù)讀指的是在同一個事務(wù)內(nèi)多次執(zhí)行同樣的查詢撰茎，但在查詢中返回了不同的數(shù)據(jù)行的現(xiàn)象。與幻讀不同的是打洼，不可重復(fù)讀是由于其他并發(fā)事務(wù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改導(dǎo)致的龄糊。
總的來說逆粹，幻讀側(cè)重于事務(wù)在查詢中發(fā)現(xiàn)了之前不存在的數(shù)據(jù)行，而不可重復(fù)讀側(cè)重于事務(wù)在多次讀取相同數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)被其他事務(wù)修改绎签。兩者的根本區(qū)別在于幻讀關(guān)注的是新增或者刪除的數(shù)據(jù)行枯饿，而不可重復(fù)讀關(guān)注的是已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)行發(fā)生了改變。
SQL標(biāo)準(zhǔn)中的四種隔離級別
設(shè)置隔離級別的目的是诡必，舍棄一部分隔離性換取一部分性能奢方，SQL標(biāo)準(zhǔn)中的4個隔離級別：
| 隔離級別 | 臟讀 | 不可重復(fù)讀 | 幻讀 |
|---|---|---|---|
| READ UNCOMMITTED | 允許 | 允許 | 允許 |
| READ COMMITTED | 不允許 | 允許 | 允許 |
| REPEATABLE READ | 不允許 | 不允許 | 允許 |
| SERIALIZABLE | 不允許 | 不允許 | 不允許 |
MySQL中支持的4中隔離級別
MySQL中的默認(rèn)隔離級別是：REPEATABLE READ
MySQL8查詢事務(wù)隔離級別
SELECT @@GLOBAL.transaction_isolation;
修改隔離級別語句
set [global | session] transaction isolation level 隔離級別;
各種隔離級別適用的場景
READ UNCOMMITTED (讀未提交): 這個隔離級別適用于某些特定的報表查詢場景，對數(shù)據(jù)的實時性要求非常高爸舒，而對數(shù)據(jù)一致性要求較低蟋字。例如，在某些實時監(jiān)控系統(tǒng)中扭勉，可以使用讀未提交隔離級別來獲取最新的數(shù)據(jù)鹊奖，即使數(shù)據(jù)可能尚未被完全提交。
READ COMMITTED (讀已提交): 這個隔離級別適用于大多數(shù)在線交易處理系統(tǒng)（OLTP），如電子商務(wù)網(wǎng)站。在這種場景下茄菊，用戶只需要讀取已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，以避免看到其他事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)两蟀。一個典型的例子是在線購物系統(tǒng)中的庫存管理，確保每個用戶看到的庫存數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的震缭。
REPEATABLE READ (可重復(fù)讀): 這個隔離級別適用于某些需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行長時間讀取或計算的場景赂毯，比如報表生成或復(fù)雜的分析。在這些情況下拣宰，確保事務(wù)在執(zhí)行期間不受其他事務(wù)的影響是非常重要的党涕，以避免數(shù)據(jù)不一致性。例如巡社，某些財務(wù)報表的生成過程中膛堤，需要保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。
SERIALIZABLE (可串行化): 這個隔離級別適用于某些極端要求數(shù)據(jù)完全一致性的場景晌该，如金融交易系統(tǒng)肥荔。在這種系統(tǒng)中，任何數(shù)據(jù)的不一致性都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果气笙。因此次企，確保所有事務(wù)按順序逐個執(zhí)行是至關(guān)重要的怯晕，即使在高并發(fā)情況下也要保證數(shù)據(jù)的完整性潜圃。
MVCC原理（多版本并發(fā)控制）
版本鏈
在InnoDB存儲引擎中的表，聚簇索引中的記錄都包含兩個隱藏列舟茶，
trx_id：一個事務(wù)都某條聚簇索引記錄進(jìn)行修改時谭期，都會把該事務(wù)的事務(wù)id賦值給trx_id
roll_pointer：每次對聚簇索引記錄進(jìn)行改動時堵第，都會把舊的版本寫入到undo日志中，相當(dāng)于一個指針隧出，通過它可以找到該記錄修改前的信息
ReadView（讀視圖）
用READ UNCOMMITTED 隔離級別的事務(wù)來說踏志，可以讀取未提交事務(wù)修改的記錄，因此直接讀取版本鏈中的最新版本就可以了胀瞪；對于SERIALIZABLE隔離級別的事務(wù)來說针余，InnoDB中使用加鎖的方式訪問記錄，對于READ COMMITED和REPEATABLE READ隔離級別的事務(wù)來說凄诞，都必須保證讀到的記錄是已經(jīng)提交的事務(wù)修改過的記錄圆雁，因此核心問題就是：需要判斷版本鏈中的哪個版本對于當(dāng)前事務(wù)是可見的，InnoDB給出的解決方案是帆谍，生成ReadView伪朽，ReadView包含下列四個重要內(nèi)容：
m_ids:生成ReadView時，當(dāng)前系統(tǒng)中活躍的事務(wù)id列表
min_trx_id：m_ids中的最小事務(wù)id
max_trx_id：在生成ReadView時汛蝙，系統(tǒng)分配個下一個事務(wù)的事務(wù)id(max_trx_id+1)
creator_trx_id：生成該ReadView的事務(wù)的事務(wù)id
生成了ReadView之后烈涮，我們就可以借助它來判斷當(dāng)前版本的記錄對當(dāng)前事務(wù)是否可見：
- 如果當(dāng)前記錄的trx_id與creator_trx_id相同，意味著當(dāng)前事務(wù)在訪問自己修改過的記錄窖剑，可以訪問
- 如果當(dāng)前記錄的trx_id小于min_trx_id坚洽，說明生成該版本記錄的事務(wù)已經(jīng)提交了，可以訪問
- 如果當(dāng)前記錄的trx_id 大于max_trx_id苛吱，說明生成該版本的事務(wù)在當(dāng)前事務(wù)生成ReadView之后才開啟酪术，所以該版本不可以被當(dāng)前事務(wù)訪問
- 如果被訪問版本的trx_id 在 min_trx_id 和 max_trx_id之間，則需進(jìn)一步判斷trx_id是否在m_ids列表中翠储，如果在說明事務(wù)為提交绘雁，該版本不可見，如果不在援所，說明可見
在MySQL中庐舟，READ COMMITED和REPEATABLE READ 隔離級別之間一個非常答的區(qū)別就是他們生成ReadView的時機不同
READ COMMITED 每次讀取數(shù)據(jù)前都生成一個ReadView
例如，現(xiàn)在系統(tǒng)中有兩個事務(wù)id為T100住拭，T200的事務(wù)正在執(zhí)行挪略，T80是已經(jīng)提交的事務(wù)。100的事務(wù)修改a=1,200的事務(wù)修改a=2,下面是表信息滔岳，其中第一行索引中的記錄杠娱。
| id | a | trx_id | roll_point |
|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 100 | 100 |
| 1 | 1 | 100 | 80 |
| 1 | 0 | 80 |
假設(shè)現(xiàn)在有一個使用READ COMMITED隔離級別的新事物開始執(zhí)行：
執(zhí)行語句為
select a from t where id=1;
select語句執(zhí)行過程如下：
- 執(zhí)行select語句時生成一個ReadView，m_ids列表為[100,200]谱煤，min_trx_id為100摊求，max_trx_id為201，creator_trx_id為0
因為這個新開啟的事務(wù)只進(jìn)行了select操作刘离，并沒有對記錄進(jìn)行修改室叉，所以系統(tǒng)沒有為其分配事務(wù)id睹栖，默認(rèn)為0
- 順序版本鏈尋找符合要求的版本，返回的是a為"0"的版本
之后茧痕，將事務(wù)id為100的事務(wù)提交事務(wù) 200 事務(wù)中更新表 hero number 的記錄
update t set a = "2" where id=1
然后再到剛才使用 READ COMMITTED隔離級別的事務(wù)執(zhí)行select語句野来，繼續(xù)查找number為1 的記錄，執(zhí)行步驟如下：
- 生成ReadView踪旷，m_ids列表[200]曼氛，min_trx_id為200，max_trx_id為200令野，creator_trx_id為0
- 順序版本鏈搪锣，查找符合要求的版本，最終返回的是"1"
REPEATABLE 在第一次讀取數(shù)據(jù)時生成一個ReadView
假設(shè)現(xiàn)在有一個使用 REPEATABLE READ 隔離級別的新事務(wù)開始執(zhí)行：
第一次select操作時：
- 生成ReadView彩掐，執(zhí)行select語句時生成一個ReadView构舟，m_ids列表為[100,200]，min_trx_id為100堵幽，max_trx_id為201狗超，creator_trx_id為0
- 找到符合條件的版本"0"
之后將事務(wù)id為100的事務(wù)提交后，再到事務(wù)id為200的事務(wù)中更新表中id為1的記錄
然后再次執(zhí)行select：
- 沿用（或者說復(fù)制）第一次select時生成的ReadView
- 最終的返回版本還是"0"
總結(jié)朴下，在REPEATABLE READ隔離級別下努咐，事務(wù)的兩次查詢結(jié)果是一樣的，因此可以說在REPEATABLE READ級別下避免了不可重復(fù)讀的發(fā)生殴胧，同時也很大程度上避免了幻讀的發(fā)生
MVCC小結(jié)
所謂的MVCC指的就是在使用READ COMMITED 和 REPEATABLE READ這兩種隔離級別的事務(wù)在執(zhí)行select操作時渗稍，訪問記錄版本鏈的過程，這樣可以使不同事務(wù)的讀-寫操作并發(fā)執(zhí)行团滥，從而提升系統(tǒng)性能竿屹。READ COMMITED 和 REPEATABLE READ的最大區(qū)別在于，生成Read View的時機不同灸姊，READ COMMITED 每次執(zhí)行select前都會生成一個新的ReadView拱燃，而REPEATABLE READ只在第一次執(zhí)行select前生成一個ReadView
