数据库的ACID特性详解

数据库的ACID特性详解

我们在大学中学到的数据库基本理论中，是指由一系列连续的数据库操作组成的一个完整的逻辑过程。事务(Transaction)是并发控制的基本单位。所谓事务，它是一个操作序列，这些操作要么都执行，要么都不执行，它是一个不可分割的工作单位。

1、数据库事务在 数据库管理系统（DBMS）中，必须具备ACID特性，ACID是Atomic（原子性）、Consistency（一致性）、Isolation（隔离性）和Durability（持久性）的英文缩写。

1）原子性（Atomicity）

事务的原子性指的是，一个事务(transaction)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。

2）一致性（Consistency）

事务的一致性指的是，在一个事务执行之前和执行之后数据库都必须处于一致性状态。如果事务成功地完成，那么系统中所有变化将正确地应用，系统处于有效状态。如果在事务中出现错误，那么系统中的所有变化将自动地回滚，系统返回到原始状态。

3）隔离性（Isolation）

事务的隔离性指的是，在并发环境中，隔离性是指两个事务之间互不干扰。由并发事务所做的修改必须与任何其他并发事务所做的修改隔离。事务查看数据更新时，数据所处的状态要么是另一事务修改它之前的状态，要么是另一事务修改它之后的状态，事务不会查看到中间状态的数据。

4）持久性（Durability）

事务的持久性指的是，只要事务成功结束，它对数据库所做的更新就必须永久保存下来。即使发生系统崩溃，重新启动数据库系统后，数据库还能恢复到事务成功结束时的状态。

事务的四个隔离级别：

1）未提交读（Read Uncommitted）：
SELECT语句以非锁定方式被执行，所以有可能读到脏数据，隔离级别最低。（读不锁）

2）提交读（Read Committed）：
只能读取到已经提交的数据。即解决了脏读，但未解决不可重复读。（读锁，等写完）

3）可重复读（Repeated Read）：
在同一个事务内的查询都是事务开始时刻一致的，InnoDB的默认级别。在SQL标准中，该隔离级别消除了不可重复读，但是还存在幻读。(写锁，等读完)

4）串行读（Serializable）：
完全的串行化读，所有SELECT语句都被隐式的转换成SELECT … LOCK IN SHARE MODE，即读取使用表级共享锁，读写相互都会阻塞。隔离级别最高。

事务并发问题

1）脏读（Dirty Reads）：
事务A读取了事务B的更新的数据，但是事务B回滚了，导致A读取的为脏数据。

2）不可重复读（Non-Repeatable Reads）：
事务A读取同一数据两次，但是在两次之间事务B对该数据进行了修改并提交，导致事务A读取两次读取不一致。

3）幻读（Phantom Reads）：
事务A修改全表的数据，在未提交时，事务B向表中插入或删除数据，导致事务A读取的数据与需要修改的数据不一致。

PS: 不可重复读针对的时数据的修改，幻读针对的时数据的新增和删除。解决不可重复读问题只需要给对应记录上行锁，而解决幻读需要对表加锁。

隔离级别导致事务并发问题

实现事物隔离性主要有两种方式

隔离的实现主要有读写锁和MVCC（Multi-Version Concurrency Control）多版本并发处理方式。