【MySQL】数据库事务详解

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前言

假设我们现在需要操作数据库进行转账，A 给 B 转账 100 块钱，我们就需要操作数据库，先扣除 A 账户 100 块钱， 再给 B 账户添加 100 块钱，这样才实现转账成功。但如果我们在扣除的过程中，服务器突然宕机了，那不就乱套了吗，A 发现自己钱少了，但 B 又没有收到钱。此时就需要事务来帮忙了

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1. 事务的定义

事务指的是由一个或者多个数据库操作单元组成，相当于把多个 sql 语句打包成一个整体，这个整体就叫做事务，执行的时候，要么全部成功，要么全部失败，不可能存在部分执行成功部分执行失败的情况

这就是为什么事务能解决我们上面所遇到的转账失败场景：我们可以把整个转账过程所需要的 sql 语句组成一个事务，不会存在扣除 A 的账户上的钱而 B 账户的钱也没增加的情况了

那事务是怎么做到 “要么全部成功，要么全部失败” 的呢？究其内部原理，我们可以知道，当事务执行失败时，也就是在执行事务内部的 sql 语句时，数据库发现错误，那它就会自动还原成事务之前的状态，撤销之前的 sql，这样的机制也叫做 “回滚”（rollback）

为了实现回滚，数据库管理系统会记录事务的所有操作到日志中。如果需要回滚，系统会根据日志中的记录撤销操作，将数据库状态恢复到事务开始之前的状态

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2. 事务的四个特性

事务的四个特性通常被称为ACID属性，分别是原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability），它们共同确保了事务的可靠性和数据的一致性

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2.1 原子性

原子性（Atomicity）：事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败。如果事务中的任何操作失败，整个事务将被回滚，将数据库状态恢复到事务开始之前的状态（最重要的特性）

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2.2 一致性

一致性（Consistency）：在事务开始之前和事务结束之后，数据库都必须处于一致的状态，即所有的数据都符合数据库的规则和约束

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2.3 隔离性

隔离性（Isolation）：并发执行的事务之间不会互相影响。每个事务都应该像在独立运行一样，即使多个事务同时进行，它们也应该彼此隔离，以避免数据不一致的问题

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2.4 持久性

持久性（Durability）：一旦事务被提交，它对数据库的改变就是永久性的。即使系统发生故障，已经提交的事务的结果也不会丢失

不同的数据库管理系统可能会根据ACID属性的不同实现方式，提供不同的性能和一致性保证

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3. 事务的并发问题

在数据库系统中，当多个事务同时执行并尝试访问或修改相同的数据时，可能会遇到的一系列并发问题，下面就让我来一一介绍它们

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3.1 脏读

脏读（Dirty Read）：一个事务读取了另一个事务未提交的更改。如果那个事务最终回滚，那么读取的数据就是无效的

举个例子：现在有两个事务 T1 和 T2 并发执行，其中 T1 在针对某个表的数据进行修改，T1 在执行的过程中，T2 也去读这个表的数据，当 T2 读完后，T1 回滚了，这就导致 T2 读到的数据不是最终的“正确数据”，而是读到了临时的”脏数据“

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3.2 不可重复读

不可重复读（Non-repeatable Read）：当一个事务重新执行相同的查询，但是得到不同的结果，这是由于另一个事务在两次查询之间修改了数据并提交了更改

举个例子：现在有两个事务 T1 和 T2，T2 对某个表进行查询，得到第一次查询结果，T1 对该表的数据进行了修改，之后 T2 再次对表进行相同查询，但得到的查询结果和第一次不一样，这就是不可重复读

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3.3 幻读

幻读（Phantom Read）：当一个事务重新执行相同的查询，但是得到不同的数据集合（比如不同的行数），这通常是因为另一个事务插入或删除了一些行

举个例子：现在有两个事务 T1 和 T2，T1 在表中读取了一个字段，然后 T2 在同一个表中新增或者删除了一些数据，T1 再次读取该表时，就会发现多出或者少了几行数据，数据集不一样

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3.4 更新丢失

更新丢失（Lost Update）：两个或多个事务读取同一数据项，基于这个数据进行计算并尝试更新，如果这些更新几乎同时发生，一个事务的更新可能会覆盖另一个事务的更新

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不可重复读和幻读的区别：

• 不可重复读关注的是单个数据项的更改
• 幻读关注的是数据集合整体的变化
• 两者都是由于其他事务的介入导致的读取结果不一致，但不可重复读更侧重于单个数据项的层面，而幻读更侧重于数据的集合层面

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4. 事务的隔离级别

因为在多个事务同时执行并尝试访问或修改相同的数据时，可能会遇到上面的脏读、不可重复读、幻读、更新丢失等问题，所以 MySQL 中提供了四种隔离级别来解决并发问题，它们按照提供的隔离保护从弱到强

1. 读未提交（READ UNCOMMITTED）：一个事务可以读取另一个事务未提交的数据，会出现脏读、不可重复读、幻读
2. 读已提交（READ COMMITTED）：一个事务只能读取另一个事务提交之后的数据，即给写操作加共享锁，但会出现不可重复读、幻读
3. 可重复读（REPEATABLE READ）：事务在整个过程中可以重复读取到相同的数据行，即给写操作和读操作都加锁，但会出现幻读
4. 串行化（SERIALIZABILITY）：事务将依次顺序执行，就像它们在一个没有并发的环境中一样，可以防止所有并发问题，包括脏读、不可重复读和幻读

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
读未提交	√	√	√
读已提交	X	√	√
可重复读	X	X	√
串行化	X	X	X

从一到四的隔离级别，它们的事务隔离性逐渐增强，并行程度逐渐减弱，执行速度也逐渐减慢。在 MySQL 中，默认的隔离级别是可重复读

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5. 事务的使用

-- 开启事务
start transaction;-- 执行多条 SQL 语句-- 回滚或者提交（rollback 是全部失败，commit 是全部成功）
rollback / commit;

要注意：回滚机制是针对事务这一操作，我们不能把 drop database 这种危险操作也回滚回来

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结语

事务保障了数据库的数据完整性和一致性，而且还能通过隔离级别来处理并发问题，同时它也支持我们进行更加复杂的业务需求，掌握事务对我们来说十分有必要，本篇博客中对于事务的具体操作介绍还不够详细，之后博主会更加深入地学习事务，再进行补充

希望大家能够喜欢本篇博客，有总结不到位的地方还请多多谅解。若有纰漏，希望大佬们能够在私信或评论区指正，博主会及时改正，共同进步！