数据库系统原理:事务的特性,并发一致性问题以及隔离级别

Love The Way You Lie 2022-03-20 12:26 123阅读 0赞

# 事务 #

## 概念 ##

事务指的是满足 ACID 特性的一组操作，可以通过 Commit 提交一个事务，也可以使用 Rollback 进行回滚。

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## ACID ##

### 1. 原子性（Atomicity） ###

事务被视为不可分割的最小单元，事务的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚。

回滚可以用回滚日志来实现，回滚日志记录着事务所执行的修改操作，在回滚时反向执行这些修改操作即可。

### 2. 一致性（Consistency） ###

数据库在事务执行前后都保持一致性状态。在一致性状态下，所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。

### 3. 隔离性（Isolation） ###

一个事务所做的修改在最终提交以前，对其它事务是不可见的。

### 4. 持久性（Durability） ###

一旦事务提交，则其所做的修改将会永远保存到数据库中。即使系统发生崩溃，事务执行的结果也不能丢失。

使用重做日志来保证持久性。

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事务的 ACID 特性概念简单，但不是很好理解，主要是因为这几个特性不是一种平级关系：

*  只有满足一致性，事务的执行结果才是正确的。
 *  在无并发的情况下，事务串行执行，隔离性一定能够满足。此时只要能满足原子性，就一定能满足一致性。
 *  在并发的情况下，多个事务并行执行，事务不仅要满足原子性，还需要满足隔离性，才能满足一致性。
 *  事务满足持久化是为了能应对数据库崩溃的情况。

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## AUTOCOMMIT ##

MySQL 默认采用自动提交模式。也就是说，如果不显式使用`START TRANSACTION`语句来开始一个事务，那么每个查询都会被当做一个事务自动提交。

#  #

# 并发一致性问题 #

在并发环境下，事务的隔离性很难保证，因此会出现很多并发一致性问题。

## 丢失修改 ##

T1 和 T2 两个事务都对一个数据进行修改，T1 先修改，T2 随后修改，T2 的修改覆盖了 T1 的修改。

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## 读脏数据 ##

T1 修改一个数据，T2 随后读取这个数据。如果 T1 撤销了这次修改，那么 T2 读取的数据是脏数据。

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## 不可重复读 ##

T2 读取一个数据，T1 对该数据做了修改。如果 T2 再次读取这个数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。

[![036c0e07-0725-4b3c-a684-ab3b16ca7b86.png][]][036c0e07-0725-4b3c-a684-ab3b16ca7b86.png 1]

## 幻影读 ##

T1 读取某个范围的数据，T2 在这个范围内插入新的数据，T1 再次读取这个范围的数据，此时读取的结果和和第一次读取的结果不同。

[![2c437953-08b1-47b9-a780-7dfdc90a3b6f.png][]][2c437953-08b1-47b9-a780-7dfdc90a3b6f.png 1]

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产生并发不一致性问题主要原因是破坏了事务的**隔离性**，解决方法是通过并发控制来保证隔离性。并发控制可以通过封锁来实现，但是封锁操作需要用户自己控制，相当复杂。数据库管理系统提供了事务的**隔离级别**，让用户以一种更轻松的方式处理并发一致性问题。

# 隔离级别 #

## 未提交读（READ UNCOMMITTED） ##

事务中的修改，即使没有提交，对其它事务也是可见的。

## 提交读（READ COMMITTED） ##

一个事务只能读取已经提交的事务所做的修改。换句话说，一个事务所做的修改在提交之前对其它事务是不可见的。

## 可重复读（REPEATABLE READ） ##

保证在同一个事务中多次读取同样数据的结果是一样的。

## 可串行化（SERIALIZABLE） ##

强制事务串行执行。

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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> 
   <th>加锁读</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>未提交读</td> 
   <td>√</td> 
   <td>√</td> 
   <td>√</td> 
   <td>×</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>提交读</td> 
   <td>×</td> 
   <td>√</td> 
   <td>√</td> 
   <td>×</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>可重复读</td> 
   <td>×</td> 
   <td>×</td> 
   <td>√</td> 
   <td>×</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>可串行化</td> 
   <td>×</td> 
   <td>×</td> 
   <td>×</td> 
   <td>√</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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