【MySQL篇】事务的认识以及四大特性

news2025/2/8 19:03:22

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。

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。

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。

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。

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；

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。

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。

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。

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

高并发、无需完全一致性的数据场景

读已提交（Read Committed）

否

是

适用于实时性要求较高的场景

可重复读（Repeatable Read）

否

是

适用于大部分应用，默认隔离级别

串行化（Serializable）

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。