1.3 事物和并发一致性问题

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1.3.1 事务

事物指的是满足 ACID 特性的一组操作，可以通过 Commit 提交一个事务，也可以使用 Rollback 进行回滚。事务处理可以用来维护数据库的完整性，保证成批的 SQL 语句要么全部执行，要么全部不执行。

一般来说，事务是必须满足4个条件（ACID）：：原子性（Atomicity，或称不可分割性）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation，又称独立性）、持久性（Durability）。

• 原子性：一个事务（transaction）必须被视为一个不可分割的最小工作单元，整个事物中的所有操作，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。

• 一致性：数据库总是从一个一致性状态转换到另外一个一致性状态。在一致性状态下，所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。

• 隔离性：一个事务所做的修改在最终提交以前，对其它事务是不可见的。数据库允许多个并发事务同时对其数据进行读写和修改的能力，隔离性可以防止多个事务并发执行时由于交叉执行而导致数据的不一致。事务隔离分为不同级别，包括读未提交（Read uncommitted）、读提交（read committed）、可重复读（repeatable read）和串行化（Serializable）。

• 持久性：事务处理结束后，对数据的修改就是永久的，即便系统故障也不会丢失。

事务的 ACID 特性概念简单，但不是很好理解，主要是因为这几个特性不是一种平级关系：

• 只有满足一致性，事务的执行结果才是正确的。
• 在无并发的情况下，事务串行执行，隔离性一定能够满足。此时只要能满足原子性，就一定能满足一致性。
• 在并发的情况下，多个事务并行执行，事务不仅要满足原子性，还需要满足隔离性，才能满足一致性。
• 事务满足持久化是为了能应对数据库崩溃的情况。

可以使用START TRANSACTION语句开始一个事物，然后要么使用COMMIT提交事务将修改的数据持久保留，要么使用ROLLBACK撤销所有修改。

MySQL 默认采用自动提交模式。也就是说，如果不显式使用START TRANSACTION语句来开始一个事务，那么每个查询都会被当做一个事务自动提交。

1.3.2 并发一致性问题

在并发环境下，事务的隔离性很难保证，因此会出现很多并发一致性问题。

丢失修改：

T1 和 T2 两个事务都对一个数据进行修改，T1 先修改，T2 随后修改，T2 的修改覆盖了 T1 的修改。

读脏数据：

T1 修改一个数据，T2 随后读取这个数据。如果 T1 撤销了这次修改，那么 T2 读取的数据是脏数据。

不可重复读：

T2 读取一个数据，T1 对该数据做了修改。如果 T2 再次读取这个数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。

幻影读：

T1 读取某个范围的数据，T2 在这个范围内插入新的数据，T1 再次读取这个范围的数据，此时读取的结果和和第一次读取的结果不同。

小结：不可重复读的和幻影读很容易混淆，不可重复读侧重于修改，幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行，解决幻读需要锁表

产生并发不一致性问题主要原因是破坏了事务的隔离性，解决方法是通过并发控制来保证隔离性。并发控制可以通过封锁来实现，但是封锁操作需要用户自己控制，相当复杂。数据库管理系统提供了事务的隔离级别，让用户以一种更轻松的方式处理并发一致性问题。

1.3.3 隔离级别

未提交读（READ UNCOMMITTED）

事务中的修改，即使没有提交，对其它事务也是可见的。事物可以读取未提交的数据，即脏读。

提交读（READ COMMITTED）

一个事务只能读取已经提交的事务所做的修改。换句话说，一个事务所做的修改在提交之前对其它事务是不可见的。这个级别也叫不可重复读，因为两次执行同样的查询，可能会得到不一样的结果。

可重复读（REPEATABLE READ）

解决了脏读的问题。保证在同一个事务中多次读取同样数据的结果是一样的。但是还是无法解决幻影读的问题。

可重复读是MySQL的默认事物隔离级别。

可串行化（SERIALIZABLE）

是最该的隔离级别。强制事务串行执行。避免了幻影读的问题。会在读取的每一行数据上都加锁，所以可能导致大量的超时和锁争用的问题，实际应用中也很少用，只有在非常需要确保数据一致性而且可以接受没有并发的情况下，才考虑采用该级别。

1.3.4 死锁

死锁是指两个或者多个事物在同一资源上相互占用，并请求锁定对方的资源，从而导致恶性循环的现象。当多个事物试图以不同的顺序锁定资源时，就可能会产生死锁。多个事物同时锁定同一个资源时，也会产生死锁。

1.3 事物和并发一致性问题

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