本篇講訴數(shù)據(jù)庫中事務(wù)的四大特性（ACID）袜刷，并且將會詳細(xì)地說明事務(wù)的隔離級別瓜挽。

如果一個(gè)數(shù)據(jù)庫聲稱支持事務(wù)的操作晨抡，那么該數(shù)據(jù)庫必須要具備以下四個(gè)特性：

⑴ 原子性（Atomicity）
　　原子性是指事務(wù)包含的所有操作要么全部成功派昧，要么全部失敗回滾特笋，這和前面兩篇博客介紹事務(wù)的功能是一樣的概念剃浇，因此事務(wù)的操作如果成功就必須要完全應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫，如果操作失敗則不能對數(shù)據(jù)庫有任何影響猎物。

⑵ 一致性（Consistency）
　　一致性是指事務(wù)必須使數(shù)據(jù)庫從一個(gè)一致性狀態(tài)變換到另一個(gè)一致性狀態(tài)虎囚，也就是說一個(gè)事務(wù)執(zhí)行之前和執(zhí)行之后都必須處于一致性狀態(tài)。

拿轉(zhuǎn)賬來說蔫磨，假設(shè)用戶A和用戶B兩者的錢加起來一共是5000淘讥，那么不管A和B之間如何轉(zhuǎn)賬，轉(zhuǎn)幾次賬堤如，事務(wù)結(jié)束后兩個(gè)用戶的錢相加起來應(yīng)該還得是5000蒲列，這就是事務(wù)的一致性。

⑶ 隔離性（Isolation）
　　隔離性是當(dāng)多個(gè)用戶并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫時(shí)搀罢，比如操作同一張表時(shí)蝗岖，數(shù)據(jù)庫為每一個(gè)用戶開啟的事務(wù)，不能被其他事務(wù)的操作所干擾榔至，多個(gè)并發(fā)事務(wù)之間要相互隔離抵赢。

即要達(dá)到這么一種效果：對于任意兩個(gè)并發(fā)的事務(wù)T1和T2，在事務(wù)T1看來，T2要么在T1開始之前就已經(jīng)結(jié)束铅鲤，要么在T1結(jié)束之后才開始划提，這樣每個(gè)事務(wù)都感覺不到有其他事務(wù)在并發(fā)地執(zhí)行。

關(guān)于事務(wù)的隔離性數(shù)據(jù)庫提供了多種隔離級別彩匕，稍后會介紹到腔剂。

⑷ 持久性（Durability）
　　持久性是指一個(gè)事務(wù)一旦被提交了媒区，那么對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的改變就是永久性的驼仪，即便是在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)遇到故障的情況下也不會丟失提交事務(wù)的操作。

例如我們在使用JDBC操作數(shù)據(jù)庫時(shí)袜漩，在提交事務(wù)方法后绪爸，提示用戶事務(wù)操作完成，當(dāng)我們程序執(zhí)行完成直到看到提示后宙攻，就可以認(rèn)定事務(wù)以及正確提交奠货，即使這時(shí)候數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)了問題，也必須要將我們的事務(wù)完全執(zhí)行完成座掘，否則就會造成我們看到提示事務(wù)處理完畢递惋，但是數(shù)據(jù)庫因?yàn)楣收隙鴽]有執(zhí)行事務(wù)的重大錯(cuò)誤。

以上介紹完事務(wù)的四大特性(簡稱ACID)溢陪，現(xiàn)在重點(diǎn)來說明下事務(wù)的隔離性萍虽，當(dāng)多個(gè)線程都開啟事務(wù)操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)要能進(jìn)行隔離操作形真，以保證各個(gè)線程獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性杉编，在介紹數(shù)據(jù)庫提供的各種隔離級別之前，我們先看看如果不考慮事務(wù)的隔離性咆霜，會發(fā)生的幾種問題：

1邓馒，臟讀
　　臟讀是指在一個(gè)事務(wù)處理過程里讀取了另一個(gè)未提交的事務(wù)中的數(shù)據(jù)。

2蛾坯，不可重復(fù)讀
　　不可重復(fù)讀是指在對于數(shù)據(jù)庫中的某個(gè)數(shù)據(jù)光酣，一個(gè)事務(wù)范圍內(nèi)多次查詢卻返回了不同的數(shù)據(jù)值，這是由于在查詢間隔脉课，被另一個(gè)事務(wù)修改并提交了挂疆。

例如事務(wù)T1在讀取某一數(shù)據(jù)，而事務(wù)T2立馬修改了這個(gè)數(shù)據(jù)并且提交事務(wù)給數(shù)據(jù)庫下翎，事務(wù)T1再次讀取該數(shù)據(jù)就得到了不同的結(jié)果缤言，發(fā)送了不可重復(fù)讀。

不可重復(fù)讀和臟讀的區(qū)別是视事，臟讀是某一事務(wù)讀取了另一個(gè)事務(wù)未提交的臟數(shù)據(jù)胆萧，而不可重復(fù)讀則是讀取了前一事務(wù)提交的數(shù)據(jù)。

在某些情況下，不可重復(fù)讀并不是問題跌穗，比如我們多次查詢某個(gè)數(shù)據(jù)當(dāng)然以最后查詢得到的結(jié)果為主订晌。但在另一些情況下就有可能發(fā)生問題，例如對于同一個(gè)數(shù)據(jù)A和B依次查詢就可能不同蚌吸，A和B就可能打起來了……

3锈拨，虛讀(幻讀)
　　幻讀是事務(wù)非獨(dú)立執(zhí)行時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象。例如事務(wù)T1對一個(gè)表中所有的行的某個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)做了從“1”修改為“2”的操作羹唠，這時(shí)事務(wù)T2又對這個(gè)表中插入了一行數(shù)據(jù)項(xiàng)奕枢，而這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)值還是為“1”并且提交給數(shù)據(jù)庫。而操作事務(wù)T1的用戶如果再查看剛剛修改的數(shù)據(jù)佩微，會發(fā)現(xiàn)還有一行沒有修改缝彬，其實(shí)這行是從事務(wù)T2中添加的，就好像產(chǎn)生幻覺一樣哺眯，這就是發(fā)生了幻讀谷浅。

幻讀和不可重復(fù)讀都是讀取了另一條已經(jīng)提交的事務(wù)（這點(diǎn)就臟讀不同），所不同的是不可重復(fù)讀查詢的都是同一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)奶卓，而幻讀針對的是一批數(shù)據(jù)整體（比如數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)）一疯。

三級封鎖協(xié)議
數(shù)據(jù)庫想要在“合適”的時(shí)機(jī)阻塞住數(shù)據(jù)庫操作，那么首先要定義好怎么樣的時(shí)機(jī)算是“合適”夺姑，因?yàn)楦鱾€(gè)系統(tǒng)支持的業(yè)務(wù)千差萬別墩邀，對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和有效性的要求也不同。于是數(shù)據(jù)庫理論中就提出了封鎖級別的概念瑟幕，對不同的同步要求采用不同的封鎖級別磕蒲。
三級封鎖協(xié)議內(nèi)容如下：
一級封鎖協(xié)議：事務(wù)T在修改數(shù)據(jù)R之前必須先對其加X鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放只盹。事務(wù)結(jié)束包括正常結(jié)束（COMMIT）和非正常結(jié)束（ROLLBACK）辣往。 一級封鎖協(xié)議可以防止丟失修改，并保證事務(wù)T是可恢復(fù)的殖卑。使用一級封鎖協(xié)議可以解決丟失修改問題站削。在一級封鎖協(xié)議中，如果僅僅是讀數(shù)據(jù)不對其進(jìn)行修改孵稽，是不需要加鎖的许起，它不能保證可重復(fù)讀和不讀“臟”數(shù)據(jù)。 二級封鎖協(xié)議：一級封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對其加S鎖菩鲜，讀完后方可釋放S鎖园细。 二級封鎖協(xié)議除防止了丟失修改，還可以進(jìn)一步防止讀“臟”數(shù)據(jù)接校。但在二級封鎖協(xié)議中猛频，由于讀完數(shù)據(jù)后即可釋放S鎖，所以它不能保證可重復(fù)讀。 三級封鎖協(xié)議 ：一級封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對其加S鎖鹿寻，直到事務(wù)結(jié)束才釋放睦柴。 三級封鎖協(xié)議除防止了丟失修改和不讀“臟”數(shù)據(jù)外，還進(jìn)一步防止了不可重復(fù)讀毡熏。

現(xiàn)在來看看MySQL數(shù)據(jù)庫為我們提供的四種隔離級別：

① Serializable (串行化)：可避免臟讀坦敌、不可重復(fù)讀、幻讀的發(fā)生痢法。

② Repeatable read (可重復(fù)讀)：可避免臟讀狱窘、不可重復(fù)讀的發(fā)生。

③ Read committed (讀已提交)：可避免臟讀的發(fā)生疯暑。

④ Read uncommitted (讀未提交)：最低級別训柴，任何情況都無法保證哑舒。

　　                臟讀      不可重復(fù)讀       幻讀
Read uncommitted      √           √             √
Read committed        ×           √             √
Repeatable read       ×           ×             √
Serializable          ×           ×             ×

四種級別對并發(fā)問題的解決由弱到強(qiáng)妇拯，相應(yīng)的系統(tǒng)性能由強(qiáng)到弱，MySQL的默認(rèn)級別是Repeatable Read洗鸵。

Read Uncommitted

在Read Uncommitted策略下越锈，數(shù)據(jù)庫遵循一級封鎖協(xié)議，只對修改數(shù)據(jù)的并發(fā)操作做限制膘滨。一個(gè)事務(wù)不能修改其他事務(wù)正在修改的數(shù)據(jù)甘凭，但可以讀取到其他事務(wù)中尚未提交的修改，這些修改如果未被提交火邓，將會成為臟數(shù)據(jù)丹弱。

Read committed

在Read committed策略下，數(shù)據(jù)庫遵循二級封鎖協(xié)議铲咨，只允許讀取已經(jīng)被提交的數(shù)據(jù)躲胳，反過來講，如果一個(gè)事務(wù)修改了某行數(shù)據(jù)且尚未提交纤勒，而第二個(gè)事務(wù)要讀取這行數(shù)據(jù)的話坯苹，那么是不允許的。在MySql的InnoDB下摇天，雖然這種操作不被允許粹湃，但MySQL不會阻塞住數(shù)據(jù)的查詢操作，而是會查詢出數(shù)據(jù)被修改之前的備份泉坐，返回給客戶端为鳄。MySQL的這種機(jī)制稱為MVCC（多版本并發(fā)控制），就是說數(shù)據(jù)庫在事務(wù)并發(fā)的過程中對數(shù)據(jù)維護(hù)多個(gè)版本腕让，使得不同的事務(wù)對不同的數(shù)據(jù)版本進(jìn)行讀寫（MVCC的實(shí)現(xiàn)參見引用中的文章）孤钦。這樣的機(jī)制反映在應(yīng)用中就是，在任何時(shí)候?qū)?shù)據(jù)庫查詢總是可以得到數(shù)據(jù)庫中最近提交的數(shù)據(jù)。為被提交的臟數(shù)據(jù)被隔離起來司训，無法被查詢到构捡，即防止臟讀發(fā)生。

Repeat Read

Repeat Read又比Read Committed更加嚴(yán)格一點(diǎn)壳猜，但仍然是在二級封鎖協(xié)議的范疇勾徽，只是讀取過程受到更多MVCC的影響。在Read Committed下统扳，允許一個(gè)事務(wù)中多次相同查詢得到不同的結(jié)果喘帚，就是所謂的不可重復(fù)讀問題。這在一些應(yīng)用中是允許的咒钟，所以oracle吹由、SQL server上默認(rèn)這一隔離級別，但MySQL沒有朱嘴，它默認(rèn)Repeat Read級別倾鲫。在這一級別下，有賴于MVCC萍嬉，同一個(gè)事務(wù)中的查詢只能查到版本號不高于當(dāng)前事務(wù)版本的數(shù)據(jù)乌昔，即事務(wù)只能看到該事務(wù)開始前或者被該事物影響的數(shù)據(jù)。反過來說壤追，這一級別下磕道，不允許事務(wù)讀取在該事務(wù)開始后新提交的數(shù)據(jù)。即防止了不可重復(fù)讀的發(fā)生行冰。

依靠上面的機(jī)制溺蕉，已經(jīng)做到了在事務(wù)內(nèi)數(shù)據(jù)內(nèi)容的不變，但是不能保證多次查詢得到的數(shù)據(jù)數(shù)量一致悼做。因?yàn)樵谝粋€(gè)事務(wù)執(zhí)行的過程中別的事務(wù)完全可以執(zhí)行數(shù)據(jù)插入疯特，當(dāng)插入了剛好符合查詢條件的數(shù)據(jù)時(shí)，就會引發(fā)數(shù)據(jù)查詢結(jié)果集增加贿堰，引發(fā)幻讀辙芍。還有一種情況就是，如果一個(gè)事務(wù)想插入一條數(shù)據(jù)羹与，而另一個(gè)事務(wù)已經(jīng)插入了含有相同主鍵的數(shù)據(jù)故硅，那么當(dāng)前事務(wù)也會被阻塞，并最終執(zhí)行失敗纵搁，雖然當(dāng)前事務(wù)根本無法查詢到這一條數(shù)據(jù)吃衅，這也是一種幻讀。InnoDB提供的間隙鎖機(jī)制可以在一定程度上防止幻讀的發(fā)生腾誉，具體介紹見最后一篇引文徘层。

Serializable

最后峻呕，最強(qiáng)事務(wù)隔離機(jī)制Serializable，它遵循三級封鎖協(xié)議趣效，使得所有的事務(wù)必須串行化執(zhí)行瘦癌，只要有事務(wù)在對表進(jìn)行查詢，那么在此事務(wù)提交前跷敬，任何其他事務(wù)的修改都會被阻塞讯私。這解決了一切并發(fā)問題，但會造成大量的等待西傀、阻塞甚至死鎖斤寇，使系統(tǒng)性能降低。

要注意拥褂，在任何一種隔離機(jī)制下娘锁，都是不允許一個(gè)事務(wù)刪除或修改另一個(gè)事務(wù)影響過而未提交的數(shù)據(jù)的。因?yàn)槭聞?wù)增饺鹃、刪莫秆、改數(shù)據(jù)以后，會在該行加上排它鎖尤慰，排它鎖會阻塞其他事務(wù)再次對該行數(shù)據(jù)操作馏锡。也正是由于排它鎖的存在雷蹂，這四種隔離機(jī)制都不會出現(xiàn)任何一種更新丟失的現(xiàn)象伟端，因?yàn)橐粭l信息根本不允許第二個(gè)事務(wù)進(jìn)行修改。

在MySQL數(shù)據(jù)庫中匪煌，支持上面四種隔離級別责蝠，默認(rèn)的為Repeatable read (可重復(fù)讀)；而在Oracle數(shù)據(jù)庫中萎庭，只支持Serializable (串行化)級別和Read committed (讀已提交)這兩種級別霜医，其中默認(rèn)的為Read committed級別。