【MySQL篇】事务的认识以及四大特性

何为事务？ 

事务（Transaction）是指一组操作的集合，这些操作要么全部执行成功，要么全部不执行。事务通常用于保证数据库的一致性、完整性和可靠性，确保数据的完整性与正确性。

有效避免部分执行，部分未执行而引起的问题；

引入例子：

假设以下场景： 转账
第一步A用户转账给B用户100元 账户-100

-- 从账户A扣款
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_id = 'A';

第二步B用户收到A转账100元 账户+100

-- 向账户B存款
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE account_id = 'B';

此时如果第一步完成之后，由于受到各种原因，例网络波动，主机关机，MySQL服务器崩溃等等因素，导致第二步未操作，这可损失大了，A凭空丢失100，所以这种情况是不允许发生的。

此时由于是俩个操作，所有MySQL会将这俩个操作打包成一个操作（原子性），要么一起完成，要么都不完成。

如果中途发生异常，此时操作将会进行“回滚”操作，所有操作将会被撤销。

补充：MySQL会将每一步操作都会记录在MySQL的日志中，所以可以根据日志里面的内容进行还原操作

在 MySQL 中，事务是由多个 SQL 语句组成的一个操作单元，要么所有的操作都成功执行（提交，commit），要么在发生错误时，所有操作都不执行（回滚，rollback）。通过事务，MySQL 能够提供更强的错误恢复能力，并保证数据库在并发访问时的一致性。 

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事务的四大特性：

 事务有四个核心特性，通常被称为 ACID 特性：原子性（Atomicity），一致性（Consistency），持久性（Durability），隔离性（Isolation）；

原子性：

在上述操作中，将多个操作打包成一个操作时，此时代表这个操作具有“原子”的，原子就是以前最小的单位，不可拆分。

事务中的操作要么全部成功，要么全部失败。原子性确保了事务是最小的执行单位，无法再分割。即使在事务执行的过程中发生故障，数据库也会通过回滚操作使事务的状态恢复到事务开始之前。

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 一致性：

在执行事务开始前后，要保证数据是一致的，不会出现对不上的情况。一旦触发“回滚”操作，也要保证回滚回去的数据跟原来一样；

事务执行前后，数据库的状态必须从一个一致的状态转变到另一个一致的状态。所有事务都必须遵循数据库的完整性约束，如主键、外键等，确保数据的完整性和准确性。

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持久性：

一旦事务提交，它对数据库的更改是永久性的，即使发生系统崩溃或断电，提交的事务所做的更改也会保留下来。

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隔离性：

在并发环境下，多个客户端同时对服务器发起事务请求，一个事务的执行不应受到其他事务的干扰。每个事务应该像是在独占数据库一样执行，直到它提交或回滚。

在并发环境下，可能会产生以下问题：脏读，不可重复读，幻读；

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脏读：

脏读指的是一个事务读取了另一个事务尚未提交的数据。这可能会导致读取到不一致的数据，因为另一个事务可能回滚，使得当前事务读取的数据变得无效。

例子：
假设有一场随堂考试，小明（学渣）抄袭小强（学霸）的试卷（这种行为是不好的，只是比喻），此时小强写完了试卷给小明抄，小明写着写着写完了之后，小明就直接提交试卷了。但小强在检查试卷的时候，发现检查试卷的时候很多答案填错了，那么小强肯定将答案改正了回来 ,而小明吃了大亏，心里想我*****，还不如自己写...................

核心在于：当小强不仅写完试卷，并且还检查完毕，确保不会修改的情况下，小明再去抄写他的答案，不然都可能出错

 解法方法：

当事务B查看事务A（写操作）的数据时候，将事务A的数据进行“加锁”，此时事务B不能查看A的数据，必须等待事务A确定下来，才可以查看。
这就相当于降低了 '并发能力'，也就降低了数据库服务器的处理效率，提高了 '隔离性' ，也提高了数据的准确性。在并发执行事务过程中，相互之间是互相影响的，彼此的影响越小，隔离性越高；反之影响越大，隔离性越低。

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不可重复读

在上述基础上，我们已经把写操作加上锁，这就意味着读操作的事务不能中途查询，以免没有查询到最终结果。

例子：
当我们写博客的时候，此时读者必须等我们发布完成之后，才能阅读我们的博客。

假设我们写完已经发布了  这是事务A

然后读者去查看博客的内容  这是事务B

当我们发布完 我们还觉得内容需要修改一下 可能存在一点问题 又进行发布了 这是事务C

问题出现在事务B此时在读数据的时候，此时我们事务C也执行了，假设博客页面刷新了，事务B发现此时读到的数据跟刚才读到的数据不一样，这就是不可重复读问题；

解法：

在事务B读操作的时候 ，我们也不能执行事务C，必须等事务B执行完之后，才能修改数据，也就是说在“读数据”的时候也不能“写数据”；

所以对事务B读操作也加上“锁”，就可以保证事务 B 前后两次读取的数据都是一致的。

脏读和不可重复读的区别： 

• 脏读关注的是一个事务读取另一个事务未提交的数据，且这个数据可能最终会被回滚，因此它是不可靠的。
• 不可重复读关注的是同一个事务内，在多次读取同一数据时，数据发生了变化（通常是由于其他事务的提交），导致读取结果不一致。

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幻读： 

幻读是指一个事务在查询数据时，其他事务可能插入、删除或修改记录，导致该事务查询的数据集发生变化，即查询结果出现"幻象"。在一个事务中，查询的结果集在不同的查询操作之间可能不一致。

例子：

刚才约定对读和写操作进行加上锁。

事务A发布第一篇博客

事务B在查询博客的内容

此时我们并不修改第一篇博客的内容，闲着也是闲着，于是我们继续写了新的一篇博客，第二篇博客。 事务C

在B再一次查询的时候，发现了多出来了一篇博客，此时就是幻读。

解法：

当读者在阅读博客的时候，叫我们啥事别做了，好好休息，简单来说，就是一个事务一个事务来，在执行事务的时候，不要执行任何操作；

实现串行化操作，此时没有并发了，因此效率最低，并且也是隔离性最高的，数据是最准确的。

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隔离性的隔离级别：

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	适用场景
读未提交（Read Uncommitted）	是	是	是	高并发、无需完全一致性的数据场景
读已提交（Read Committed）	否	是	是	适用于实时性要求较高的场景
可重复读（Repeatable Read）	否	否	是	适用于大部分应用，默认隔离级别
串行化（Serializable）	否	否	否	保证最大程度的一致性，但性能最低

总结

• 脏读、不可重复读和幻读都是由于并发事务互相干扰所导致的问题。为了避免这些问题，可以选择合适的事务隔离级别：
  • 读未提交：出现脏读，不可重复读，幻读。
  • 读已提交：防止脏读，但可能会出现不可重复读和幻读。
  • 可重复读：防止脏读和不可重复读，但可能会出现幻读。
  • 串行化：完全避免所有并发问题，但性能最差。