数据库ACID

1.事务是什么？

  数据库的事务是一种机制、一个操作序列，包含了一组操作命令。事务把所有的命令作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这一组数据库命令要么都执行，要么都不执行，因此事务是一个不可分割的工作逻辑单元。

  在数据库上执行并发操作时，事务是作为最小的控制单元来使用的，特别适用于多用户同时操作的数据库系统。

  事务具有四个特性ACID，即原子性（Automicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）

  一致性是最基本的属性，其他三个属性都是为了保证数据一致性而存在的。

2.ACID

  1.一致性：当事务完成后，数据必须处于一致状态。也就是说在事务开始之前，数据库中存储的数据处于一致状态。在正在进行的事务中 ，数据可能处于不一致的状态，比如数据可能有部分被修改。然而，当事务成功完成时，数据必须再次回到已知的一致状态 。通过书屋对数据所做的修改不能损坏数据，或则说事务不能使数据存储处于不稳定的状态。
  比如账户A有200元，账户B有200元，此时两人的余额总额是400元，此时A账户给B账户转了100元，此时A有100元，B有300元，此时的余额总额还是400元，也就是事务提交完成后再次回到一致性状态，而如果此时B的数据没有变，则成账户的总额处于不一致状态。

  2.原子性：事务是一个完整的操作。事务的各元素是不可分的。十五中的所有元素必须作为一个整体提交或则回滚。如果事务中的任何元素失败，则整个事务将失败。

  以银行转账事务为例：如果该事务提交了，则这两个账户的数据都将会更新。如果由于某种原因，事务在成功更新这两个账户之前终止了，则不会更新这两个账户的余额。

  为了实现原子性，需要通过日志：将所有对数据的更新操作都写入日志，如果一个事务中的一部分操作已经成功，但以后的操作，由于断电、系统崩溃、其他软件错误而无法继续，则通过回溯日志，将已经执行成功的操作撤销，从而达到“全部操作失败的”目的。

  但是原子性并不能完全保证一致性。在多个事务并行进行的情况下，即使保证了每一个事务的原子性，仍然可能导致数据不一致的结果。例如：事务1需要将100元转入账号A：此时将先读取账号A的值，然后再这个值的基础上加上100。但是在事务1操作的时候，另一个事务2也修改了账号A的值，为它增加了100元。那么最后的结果应该是增加200元。但是事实上，账号A只增加了100元，因为事务2操作的结果被事务1覆盖了。

  为了保证并发情况下的一致性，引入了隔离性。

  3.隔离性：对数据进行修改的所有并发事务是彼此隔离的，这表明事务必须是独立的，它不应以任何方式依赖于或影响其它事务。

  那么隔离性是怎么实现的呢？那当然是加锁了，原则上无非是两种锁：悲观锁和乐观锁
  悲观锁是什么呢？就向它的字面意思，对数据的操作总是持有悲观的态度，直白一点就是想着总会发生冲突，因此只要对数据进行操作，就对其进行加锁。常见的悲观锁：行锁、表锁、读锁、写锁
  乐观锁是什么呢？乐观锁就是持有乐观的态度，对数据进行操作是不会对其进行加锁，只有在对数据进行提交的时候，才会通过一种机制来验证数据是否存在冲突。 通常通过cas和版本号来实现冲突验证。

  数据库事务有不同的隔离级别，不同的隔离级别 对锁的使用是不同的，锁的应用最终导致不同事务的隔离级级别：
  读未提交：锁的释放实在事务提交之前，也就是数据修改完成后，锁就释放了。会出现脏读、不可重复读、幻读
  读已提交：锁的释放放在事务提交之后，解决了脏读、但是还存在不可重复读、幻读。（大多数数据的默认隔离级别）
  可重复读：采用的是MVCC（多版本并发控制），解决了脏读、不可重复读，但是还存在幻读。（Mysql数据库的默认隔离级别）
  序列化：（加了表锁）解决了所有问题

  脏读：比如事务A更新了一条数据，此时事务A还未提交事务，事务B对该条数据进行了读取，但是事务A进行了事务回滚，然后提交了事务，此时事务B读的数据就是错误的或则无用的数据，这种现象就叫做脏读。
  不可重复读：比如事务A对一条数据进行一次查询，此时事务B对当前数据记录进行修改，事务B提交事务后，A再对表进行查询，发现和上次查询的结果不同。这种现象称为不可重复读。
  幻读：比如事务A往表中插入了一条数据，但是还未提交，此时事务B对该表进行查询，并没有发现A插入的这条数据，此时事务A提交事务，事务B再次对表进行查询发现查询的结果和上次查询的结果不同。这种现象称为幻读。

  注意：幻读和不可重复读都是读取了一个已经提交的事务，所不同的是不可重复读查询的都是同一个数据项，而幻读针对的是一批数据整体。

  4.持久性：事务的持久性是指不管系统是否发生了故障，事务处理的结果都是永久的。也就是说，一旦事务被提交，事务对数据所做的任何变动都会被永久的保存在数据库中。