(4) 数据库之 深入理解 单机事务

ACID

1、原子性

一个事务(transaction)中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不会结束在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误，会被回滚（Rollback）到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过一样。

举例说明：

bob 给smith转账100元，事务分解为三个操作，分别对应v1，v2和v3。

两个状态 事务的初始状态对应v1. 事物的最终状态 执行成功则为v3，失败则只能回滚到v1状态。



原子性只保证记录回滚段。如果在v3步发现smith账户不存在或者在v3步 smith的100块也加上了但commit失败。

则会通过回滚段回滚至事务的初始状态。具体是先通过v3 执行v3的undo 将状态 回退至 v2状态。然后v2再通过v2

的undo回退至v1状态。

对于中间状态v2 原子性并不保证你看不到中间状态。在一致性（C）不保证的前提下。另如有别的线程在v2时 给smith增加了300元。但是该事务在v3时出错导致回滚值事务的最初状态 。 那么 smith的这300块 就平白无故的 消失了。

原子性的语意只保证记录回滚段（Undo日志）。通过回滚段可以回滚到之前的版本。其他的不做任何保证。



2、一致性

一般来说 原子性操作 都需要考虑一致性的问题。一致性的核心就是Can（happen before）。就是一个事务单元全部执行成功才可见。



事务单元与事务单元之间并发执行的时候可能在视点3 对Bob 或Smith进行更新操作。当事务回滚时会导致视点3的更新丢失。这个是严重的问题，如上面原子性讲到的smith 平白无故少了300元钱。 一致性保证happen beofre关系，就是在事务单元的开始和结束分别进行加锁和解锁 的操作。正式由于此强一致性 是的事务的视点3被迫 移到视点1的位置。这样做实际上就是对所有的事务进行排队的过程（实际过程很复杂）。

3、隔离性

如果一个事务结束，另一个事物才能进来 那么系统肯定是一致性的。但是完全一致性的情况下，定会导致系统的并发运行效率低。 于是不得不使用隔离性 提高系统的并发度。

隔离性 就是 以性能为理由，对一致性的破坏

数据库事务的隔离级别有4个，由高到低依次为Serializable、Repeatable
read、Read committed、Read uncommitted。

（1）Serializable序列化读写 （队列 排它锁 ）

将所有的请求排队，用排它锁把事务单元锁住。单位时间内只有一个‘人’能进来。全部是是串行，性能差导致系统不可用。



读写锁的隔离级别 Repeatable read 可重复读 和 Read
committed 读已提交和 Read uncommitted 读未提交





（2）Repeatable read可重复读
(读锁不能被写锁升级，只能读读并行，并不能完美提升性能。)



（3） Read
committed读已提交（读锁可以被写锁升级 ，可以实现
读读并行、读写并行）



在Read committed读已提交时会出现
不可重复读 。同一事务的两次读到的结果可能不一致。因为在前一次读后，另一个写操作执行写提交。再读的话就会导致两次读结果不一致。而Repeatable
read可重复读 是读读并行，不会出现 这种问题。

(4)Read uncommitted读未提交
只加写锁，不加读锁。可以做到读读并行、读写并行、写读并行



可以做到读读并行、读写并行、写读并行 。写写只能串行。



代价：

读到一些未提交的中间状态数据 ，因为读没加锁。所以一般不使用这种隔离级别。

4、持久性（Durability）

指的是只要事务成功结束，它对数据库所做的更新就必须永久保存下来。即使发生系统崩溃，重新启动数据库系统后，数据库还能恢复到事务成功结束时的状态。
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http://blog.csdn.net/fg2006/article/details/6937413

4.多个事务并发时的并发问题：

•脏读：一个事务读到另一事务未提交的更新数据。

•不可重复读：一个事务读到另一事务已提交的更新数据。

•虚读：一个事务读到另一事务已提交的新插入的数据。

•第一类丢失更新：撤销一个事务时，把其他事务已提交的更新数据覆盖。

•第二类丢失更新：这是不可重复读中的特例，一个事务覆盖另一事务已提交的更新数据。

数据库事务的隔离级别有4个，由低到高依次为Read uncommitted、Read committed、Repeatable read、Serializable，

这四个级别可以逐个解决脏读、不可重复读、幻读这几类问题。

√: 可能出现 ×: 不会出现

	脏读	不可重复读	幻读
Read uncommitted	√	√	√
Read committed	×	√	√
Repeatable read	×	×	√
Serializable	×	×	×

注意：我们讨论隔离级别的场景，主要是在多个事务并发的情况下，因此，接下来的讲解都围绕事务并发。

Read uncommitted 读未提交 （读读 读写 写读并行）
公司发工资了，领导把5000元打到singo的账号上，但是该事务并未提交，而singo正好去查看账户，发现工资已经到账，是5000元整，非常高兴。可是不幸的是，领导发现发给singo的工资金额不对，是2000元，于是迅速回滚了事务，修改金额后，将事务提交，最后singo实际的工资只有2000元，singo空欢喜一场。





出现上述情况，即我们所说的脏读，两个并发的事务，“事务A：领导给singo发工资”、“事务B：singo查询工资账户”，事务B读取了事务A尚未提交的数据。

当隔离级别设置为Read uncommitted时，就可能出现脏读，如何避免脏读，请看下一个隔离级别。

Read committed 读提交 （读读 读写并行）
singo拿着工资卡去消费，系统读取到卡里确实有2000元，而此时她的老婆也正好在网上转账，把singo工资卡的2000元转到另一账户，并在singo之前提交了事务，当singo扣款时，系统检查到singo的工资卡已经没有钱，扣款失败，singo十分纳闷，明明卡里有钱，为何......

出现上述情况，即我们所说的不可重复读，两个并发的事务，“事务A：singo消费”、“事务B：singo的老婆网上转账”，事务A事先读取了数据，事务B紧接了更新了数据，并提交了事务，而事务A再次读取该数据时，数据已经发生了改变。

当隔离级别设置为Read committed时，避免了脏读，但是可能会造成不可重复读。

大多数数据库的默认级别就是Read committed，比如Sql Server , Oracle。如何解决不可重复读这一问题，请看下一个隔离级别。

Repeatable read 重复读 （读读并行）
当隔离级别设置为Repeatable read时，可以避免不可重复读。当singo拿着工资卡去消费时，一旦系统开始读取工资卡信息（即事务开始），singo的老婆就不可能对该记录进行修改，也就是singo的老婆不能在此时转账。

虽然Repeatable read避免了不可重复读，但还有可能出现幻读。

singo的老婆工作在银行部门，她时常通过银行内部系统查看singo的信用卡消费记录。有一天，她正在查询到singo当月信用卡的总消费金额（select sum(amount) from transaction where month = 本月）为80元，而singo此时正好在外面胡吃海塞后在收银台买单，消费1000元，即新增了一条1000元的消费记录（insert transaction ... ），并提交了事务，随后singo的老婆将singo当月信用卡消费的明细打印到A4纸上，却发现消费总额为1080元，singo的老婆很诧异，以为出现了幻觉，幻读就这样产生了。

注：Mysql的默认隔离级别就是Repeatable read。

Serializable 序列化
Serializable是最高的事务隔离级别，同时代价也花费最高，性能很低，一般很少使用，在该级别下，事务顺序执行，不仅可以避免脏读、不可重复读，还避免了幻像读

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