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后端/数据库-事务

在执行 SQL 语句的时候,某些业务要求,一系列操作必须全部执行,而不能仅执行一部分。例如,一个转账操作:

– 从 id=1 的账户给 id=2 的账户转账 100 元
– 第一步:将 id=1 的 A 账户余额减去 100
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
– 第二步:将 id=2 的 B 账户余额加上 100
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;
这两条 SQL 语句必须全部执行,或者,由于某些原因,如果第一条语句成功,第二条语句失败,就必须全部撤销。

这种把多条语句作为一个整体进行操作的功能,被称为数据库事务。数据库事务可以确保该事务范围内的所有操作都可以全部成功或者全部失败。如果事务失败,那么效果就和没有执行这些 SQL 一样,不会对数据库数据有任何改动。

可见,数据库事务具有 ACID 这 4 个特性:

A:Atomic,原子性,将所有 SQL 作为原子工作单元执行,要么全部执行,要么全部不执行;
C:Consistent,一致性,事务完成后,所有数据的状态都是一致的,即 A 账户只要减去了 100,B 账户则必定加上了 100;
I:Isolation,隔离性,如果有多个事务并发执行,每个事务作出的修改必须与其他事务隔离;
D:Duration,持久性,即事务完成后,对数据库数据的修改被持久化存储。
对于单条 SQL 语句,数据库系统自动将其作为一个事务执行,这种事务被称为隐式事务。

要手动把多条 SQL 语句作为一个事务执行,使用 BEGIN 开启一个事务,使用 COMMIT 提交一个事务,这种事务被称为显式事务,例如,把上述的转账操作作为一个显式事务:

BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;
COMMIT;
很显然多条 SQL 语句要想作为一个事务执行,就必须使用显式事务。

COMMIT 是指提交事务,即试图把事务内的所有 SQL 所做的修改永久保存。如果 COMMIT 语句执行失败了,整个事务也会失败。

有些时候,我们希望主动让事务失败,这时,可以用 ROLLBACK 回滚事务,整个事务会失败:

BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;
ROLLBACK;
数据库事务是由数据库系统保证的,我们只需要根据业务逻辑使用它就可以。

隔离级别
对于两个并发执行的事务,如果涉及到操作同一条记录的时候,可能会发生问题。因为并发操作会带来数据的不一致性,包括脏读、不可重复读、幻读等。数据库系统提供了隔离级别来让我们有针对性地选择事务的隔离级别,避免数据不一致的问题。

SQL 标准定义了 4 种隔离级别,分别对应可能出现的数据不一致的情况:

Isolation Level 脏读(Dirty Read) 不可重复读(Non Repeatable Read) 幻读(Phantom Read)
Read Uncommitted Yes Yes Yes
Read Committed - Yes Yes
Repeatable Read - - Yes
Serializable - - -
我们会依次介绍 4 种隔离级别的数据一致性问题。

小结
数据库事务具有 ACID 特性,用来保证多条 SQL 的全部执行。

Read Uncommitted 是隔离级别最低的一种事务级别。在这种隔离级别下,一个事务会读到另一个事务更新后但未提交的数据,如果另一个事务回滚,那么当前事务读到的数据就是脏数据,这就是脏读(Dirty Read)。

在 Read Committed 隔离级别下,一个事务可能会遇到不可重复读(Non Repeatable Read)的问题。

不可重复读是指,在一个事务内,多次读同一数据,在这个事务还没有结束时,如果另一个事务恰好修改了这个数据,那么,在第一个事务中,两次读取的数据就可能不一致。
我理解为,该隔离级别下只能读到事务已提交的

在 Repeatable Read 隔离级别下,一个事务可能会遇到幻读(Phantom Read)的问题。

幻读是指,在一个事务中,第一次查询某条记录,发现没有,但是,当试图更新这条不存在的记录时,竟然能成功,并且,再次读取同一条记录,它就神奇地出现了。

Serializable 是最严格的隔离级别。在 Serializable 隔离级别下,所有事务按照次序依次执行,因此,脏读、不可重复读、幻读都不会出现。

虽然 Serializable 隔离级别下的事务具有最高的安全性,但是,由于事务是串行执行,所以效率会大大下降,应用程序的性能会急剧降低。如果没有特别重要的情景,一般都不会使用 Serializable 隔离级别。

默认隔离级别
如果没有指定隔离级别,数据库就会使用默认的隔离级别。在 MySQL 中,如果使用 InnoDB,默认的隔离级别是 Repeatable Read。

文章作者: 小黑
文章链接: http://ynxh.xyz/2023/01/17/后端/数据库-事务/
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