事务的 ACID 特性详解

ACID 是事务的四大核心特性，确保数据库操作的可靠性和一致性：

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(1) 原子性（Atomicity）

• 定义：事务是一个不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败回滚。
• 实现机制：
  • Undo Log（回滚日志）：记录事务修改前的数据旧版本，用于回滚时恢复原始状态。
  • 事务回滚流程：

    BEGIN;
    UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE user = 'A'; -- 操作1
    UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE user = 'B'; -- 操作2
    -- 若此时系统崩溃，重启后通过 Undo Log 撤销未提交的操作1和操作2
    COMMIT;

• 示例：转账操作中，扣款和加款必须同时成功或失败。

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(2) 一致性（Consistency）

• 定义：事务执行后，数据库从一个一致状态转换到另一个一致状态（如数据完整性约束不被破坏）。
• 实现机制：
  • 数据库约束：通过主键、外键、唯一约束、检查约束等保证数据合法性。
  • 业务逻辑：应用层需确保事务逻辑符合业务规则（如余额不能为负数）。
• 示例：转账前后，账户总金额应保持不变（A-100，B+100）。

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(3) 隔离性（Isolation）

• 定义：并发事务之间互不干扰，每个事务感觉不到其他事务在并行执行。

• 隔离级别：

  级别	脏读	不可重复读	幻读	实现方式
  读未提交	✅	✅	✅	无锁，直接读最新数据。
  读已提交	❌	✅	✅	快照读（MVCC）或行锁。
  可重复读（默认）	❌	❌	✅	MVCC + 间隙锁（InnoDB）。
  串行化	❌	❌	❌	全表锁，强制事务串行执行。

• 问题说明：

  • 脏读：读到其他事务未提交的数据。
  • 不可重复读：同一事务内多次读取同一数据，结果不一致（因其他事务修改）。
  • 幻读：同一事务内多次查询，结果集行数变化（因其他事务插入/删除）。

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(4) 持久性（Durability）

• 定义：事务提交后，修改永久保存，即使系统崩溃也不丢失。
• 实现机制：
  • Redo Log（重做日志）：记录事务修改后的数据新版本，按顺序写入磁盘。
  • 刷盘策略：

    • 参数 innodb_flush_log_at_trx_commit 的取值及含义：

      值	行为	持久性	性能
      1	每次事务提交时，将 Redo Log 写入磁盘（fsync）	最高（崩溃不丢数据）	最低
      0	每秒将 Redo Log 写入磁盘（后台线程刷盘）	可能丢失最多1秒数据	最高
      2	每次事务提交时将 Redo Log 写入操作系统缓存，由系统决定何时刷到磁盘	可能丢失操作系统崩溃	中等

    • 默认值：
      innodb_flush_log_at_trx_commit=1（即策略1：每次提交刷盘）。
      这是 MySQL 的默认配置，确保事务提交后数据持久化到磁盘，符合 ACID 的持久性要求。

• 示例：事务提交后，即使断电，重启后通过 Redo Log 重放恢复数据。

ACID 是事务的基石，通过 Undo Log（原子性）、约束（一致性）、锁与 MVCC（隔离性）、Redo Log（持久性）实现。

参考：腾讯元宝