数据库事务的四个基本性质(ACID)

本文详细解释了数据库事务的概念及其四大基本性质:原子性、一致性、隔离性和持久性,并通过银行转账的例子来阐述一致性原则。

原文地址:http://www.sqlstudy.com/sql_article.php?id=2008080302 

数据库事务概念

什么是数据库事务?

事务(transaction)是由一系列操作序列构成的程序执行单元,这些操作要么都做,要么都不做,是一个不可分割的工作单位。

数据库事务的四个基本性质(ACID)

1. 原子性(Atomicity)

事务的原子性是指事务中包含的所有操作要么全做,要么全不做(all or none)。

2. 一致性(Consistency)

在事务开始以前,数据库处于一致性的状态,事务结束后,数据库也必须处于一致性状态。

拿银行转账来说,一致性要求事务的执行不应改变A、B 两个账户的金额总和。如果没有这种一致性要求,转账过程中就会发生钱无中生有,或者不翼而飞的现象。事务应该把数据库从一个一致性状态转换到另外一个一致性状态。

3. 隔离性(Isolation)

事务隔离性要求系统必须保证事务不受其他并发执行的事务的影响,也即要达到这样一种效果:对于任何一对事务T1 和 T2,在事务 T1 看来,T2 要么在 T1 开始之前已经结束,要么在 T1 完成之后才开始执行。这样,每个事务都感觉不到系统中有其他事务在并发地执行。

4. 持久性(Durability)

一个事务一旦成功完成,它对数据库的改变必须是永久的,即便是在系统遇到故障的情况下也不会丢失。数据的重要性决定了事务持久性的重要性。

数据库事务的四大特性通常被称为 ACID 特性,它们是数据库事务设计和实现的核心原则,确保事务在执行过程中具备可靠性和一致性。这些特性分别是: ### 原子性(Atomicity) 原子性确保事务中的所有操作要么全部完成,要么全部不完成。如果事务中的某个操作失败,则整个事务将被回滚到初始状态,从而避免部分更新导致的数据不一致问题。原子性是事务处理的基础特性,它保证了事务的不可分割性。 ### 一致性(Consistency) 一致性要求事务数据库从一个一致状态转换到另一个一致状态。事务的执行不能破坏数据库的完整性约束,例如主键约束、外键约束或其他业务规则。这意味着事务在开始和结束时都必须保证数据库的逻辑一致性。 ### 隔离性(Isolation) 隔离性确保多个事务并发执行时,每个事务的执行不会受到其他事务的干扰。换句话说,事务之间应该是相互隔离的,以避免并发操作导致的数据错误,例如脏读、不可重复读和幻读等问题。数据库通过不同的隔离级别来控制事务之间的可见性和影响范围。 ### 持久性(Durability) 持久性保证事务一旦提交,其对数据库的更改将是永久性的,即使系统发生故障也不会丢失。数据库系统通常通过日志机制(如重做日志或事务日志)来确保事务的持久性。 这些特性共同作用,确保了数据库事务在复杂环境下(如并发访问或系统故障)仍然能够保持数据的完整性和一致性。数据库事务的本质是将一组需要保证原子性、隔离性、一致性和持久性的数据库操作称为一个事务,从而提供可靠的数据处理机制[^1]。 ### 示例代码:事务ACID 特性演示 以下是一个简单的 SQL 示例,展示了如何使用事务来确保 ACID 特性: ```sql -- 开始事务 START TRANSACTION; -- 假设有两个账户:A 和 B,A 向 B 转账 100 元 UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_id = 'A'; UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE account_id = 'B'; -- 提交事务 COMMIT; ``` 在这个示例中: - 如果两个 `UPDATE` 语句都成功执行,事务将被提交,更改将被永久保存。 - 如果其中一个 `UPDATE` 语句失败,事务将被回滚,确保数据库回到事务开始前的一致状态。 ### 隔离级别与并发问题 在实际应用中,数据库系统通过不同的隔离级别来控制事务的隔离性,常见的隔离级别包括: 1. **读未提交(Read Uncommitted)**:允许读取未提交的数据,可能导致脏读。 2. **读已提交(Read Committed)**:只能读取已提交的数据,避免脏读,但可能导致不可重复读。 3. **可重复读(Repeatable Read)**:确保在同一事务中多次读取相同数据时结果一致,避免不可重复读,但可能导致幻读。 4. **串行化(Serializable)**:最高的隔离级别,完全隔离事务,避免所有并发问题,但性能开销最大。 ### 相关问题 1. 数据库事务的隔离级别有哪些?它们分别解决了哪些并发问题? 2. 如何在 SQL 中手动控制事务的提交和回滚? 3. 数据库事务的持久性是如何实现的? 4. 为什么原子性是事务处理的基础特性? 5. 在高并发场景下,如何选择合适的事务隔离级别?
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