什么是事務(wù)?

事務(wù)是邏輯上的一組操作，要么都執(zhí)行，要么都不執(zhí)行。

事務(wù)最經(jīng)典也經(jīng)常被拿出來說例子就是轉(zhuǎn)賬了。假如小明要給小紅轉(zhuǎn)賬1000元，這個(gè)轉(zhuǎn)賬會涉及到兩個(gè)關(guān)鍵操作就是：將小明的余額減少1000元，將小紅的余額增加1000元。萬一在這兩個(gè)操作之間突然出現(xiàn)錯(cuò)誤比如銀行系統(tǒng)崩潰，導(dǎo)致小明余額減少而小紅的余額沒有增加，這樣就不對了。事務(wù)就是保證這兩個(gè)關(guān)鍵操作要么都成功，要么都要失敗。

事務(wù)的特性(ACID)

1. 原子性： 事務(wù)是最小的執(zhí)行單位，不允許分割。事務(wù)的原子性確保動作要么全部完成，要么完全不起作用；
2. 一致性： 執(zhí)行事務(wù)前后，數(shù)據(jù)保持一致，例如轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)中，無論事務(wù)是否成功，轉(zhuǎn)賬者和收款人的總額應(yīng)該是不變的；
3. 隔離性： 并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫時(shí)，一個(gè)用戶的事務(wù)不被其他事務(wù)所干擾，各并發(fā)事務(wù)之間數(shù)據(jù)庫是獨(dú)立的；
4. 持久性： 一個(gè)事務(wù)被提交之后。它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變是持久的，即使數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障也不應(yīng)該對其有任何影響。

并發(fā)事務(wù)帶來的問題

在典型的應(yīng)用程序中，多個(gè)事務(wù)并發(fā)運(yùn)行，經(jīng)常會操作相同的數(shù)據(jù)來完成各自的任務(wù)（多個(gè)用戶對統(tǒng)一數(shù)據(jù)進(jìn)行操作）。并發(fā)雖然是必須的，但可能會導(dǎo)致以下的問題。

• 臟讀（Dirty read）: 當(dāng)一個(gè)事務(wù)正在訪問數(shù)據(jù)并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，而這種修改還沒有提交到數(shù)據(jù)庫中，這時(shí)另外一個(gè)事務(wù)也訪問了這個(gè)數(shù)據(jù)，然后使用了這個(gè)數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@個(gè)數(shù)據(jù)是還沒有提交的數(shù)據(jù)，那么另外一個(gè)事務(wù)讀到的這個(gè)數(shù)據(jù)是“臟數(shù)據(jù)”，依據(jù)“臟數(shù)據(jù)”所做的操作可能是不正確的。
• 丟失修改（Lost to modify）: 指在一個(gè)事務(wù)讀取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，另外一個(gè)事務(wù)也訪問了該數(shù)據(jù)，那么在第一個(gè)事務(wù)中修改了這個(gè)數(shù)據(jù)后，第二個(gè)事務(wù)也修改了這個(gè)數(shù)據(jù)。這樣第一個(gè)事務(wù)內(nèi)的修改結(jié)果就被丟失，因此稱為丟失修改。 例如：事務(wù)1讀取某表中的數(shù)據(jù)A=20，事務(wù)2也讀取A=20，事務(wù)1修改A=A-1，事務(wù)2也修改A=A-1，最終結(jié)果A=19，事務(wù)1的修改被丟失。
• 不可重復(fù)讀（Unrepeatableread）: 指在一個(gè)事務(wù)內(nèi)多次讀同一數(shù)據(jù)。在這個(gè)事務(wù)還沒有結(jié)束時(shí)，另一個(gè)事務(wù)也訪問該數(shù)據(jù)。那么，在第一個(gè)事務(wù)中的兩次讀數(shù)據(jù)之間，由于第二個(gè)事務(wù)的修改導(dǎo)致第一個(gè)事務(wù)兩次讀取的數(shù)據(jù)可能不太一樣。這就發(fā)生了在一個(gè)事務(wù)內(nèi)兩次讀到的數(shù)據(jù)是不一樣的情況，因此稱為不可重復(fù)讀。
• 幻讀（Phantom read）: 幻讀與不可重復(fù)讀類似。它發(fā)生在一個(gè)事務(wù)（T1）讀取了幾行數(shù)據(jù)，接著另一個(gè)并發(fā)事務(wù)（T2）插入了一些數(shù)據(jù)時(shí)。在隨后的查詢中，第一個(gè)事務(wù)（T1）就會發(fā)現(xiàn)多了一些原本不存在的記錄，就好像發(fā)生了幻覺一樣，所以稱為幻讀。

不可重復(fù)度和幻讀區(qū)別：

不可重復(fù)讀的重點(diǎn)是修改，幻讀的重點(diǎn)在于新增或者刪除。

例1（同樣的條件, 你讀取過的數(shù)據(jù), 再次讀取出來發(fā)現(xiàn)值不一樣了 ）：事務(wù)1中的A先生讀取自己的工資為 1000的操作還沒完成，事務(wù)2中的B先生就修改了A的工資為2000，導(dǎo) 致A再讀自己的工資時(shí)工資變?yōu)?2000；這就是不可重復(fù)讀。

例2（同樣的條件, 第1次和第2次讀出來的記錄數(shù)不一樣 ）：假某工資單表中工資大于3000的有4人，事務(wù)1讀取了所有工資大于3000的人，共查到4條記錄，這時(shí)事務(wù)2 又插入了一條工資大于3000的記錄，事務(wù)1再次讀取時(shí)查到的記錄就變?yōu)榱?條，這樣就導(dǎo)致了幻讀。

事務(wù)隔離級別

SQL 標(biāo)準(zhǔn)定義了四個(gè)隔離級別：

• READ-UNCOMMITTED(讀取未提交)： 最低的隔離級別，允許讀取尚未提交的數(shù)據(jù)變更，可能會導(dǎo)致臟讀、幻讀或不可重復(fù)讀。
• READ-COMMITTED(讀取已提交)： 允許讀取并發(fā)事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，可以阻止臟讀，但是幻讀或不可重復(fù)讀仍有可能發(fā)生。
• REPEATABLE-READ(可重復(fù)讀)： 對同一字段的多次讀取結(jié)果都是一致的，除非數(shù)據(jù)是被本身事務(wù)自己所修改，可以阻止臟讀和不可重復(fù)讀，但幻讀仍有可能發(fā)生。
• SERIALIZABLE(可串行化)： 最高的隔離級別，完全服從ACID的隔離級別。所有的事務(wù)依次逐個(gè)執(zhí)行，這樣事務(wù)之間就完全不可能產(chǎn)生干擾，也就是說，該級別可以防止臟讀、不可重復(fù)讀以及幻讀。

---

隔離級別	臟讀	不可重復(fù)讀	幻影讀
READ-UNCOMMITTED	√	√	√
READ-COMMITTED	×	√	√
REPEATABLE-READ	×	×	√
SERIALIZABLE	×	×	×

MySQL InnoDB 存儲引擎的默認(rèn)支持的隔離級別是 REPEATABLE-READ（可重讀）。我們可以通過SELECT @@tx_isolation;命令來查看,MySQL 8.0 該命令改為SELECT @@transaction_isolation;

mysql> SELECT @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+

這里需要注意的是：與 SQL 標(biāo)準(zhǔn)不同的地方在于InnoDB 存儲引擎在 REPEATABLE-READ（可重讀） 事務(wù)隔離級別下，允許應(yīng)用使用 Next-Key Lock 鎖算法來避免幻讀的產(chǎn)生。這與其他數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(如 SQL Server)是不同的。所以說雖然 InnoDB 存儲引擎的默認(rèn)支持的隔離級別是 REPEATABLE-READ（可重讀） ，但是可以通過應(yīng)用加鎖讀（例如 select * from table for update 語句）來保證不會產(chǎn)生幻讀，而這個(gè)加鎖度使用到的機(jī)制就是 Next-Key Lock 鎖算法。從而達(dá)到了 SQL 標(biāo)準(zhǔn)的 SERIALIZABLE(可串行化) 隔離級別。

因?yàn)楦綦x級別越低，事務(wù)請求的鎖越少，所以大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的隔離級別都是READ-COMMITTED(讀取提交內(nèi)容):，但是你要知道的是InnoDB 存儲引擎默認(rèn)使用 REPEATABLE-READ（可重讀） 并不會有任何性能損失。

InnoDB 存儲引擎在 分布式事務(wù) 的情況下一般會用到SERIALIZABLE(可串行化) 隔離級別。

實(shí)際情況演示

在下面我會使用 2 個(gè)命令行mysql ，模擬多線程（多事務(wù)）對同一份數(shù)據(jù)的臟讀問題。

MySQL 命令行的默認(rèn)配置中事務(wù)都是自動提交的，即執(zhí)行SQL語句后就會馬上執(zhí)行 COMMIT 操作。如果要顯式地開啟一個(gè)事務(wù)需要使用命令：START TARNSACTION。

我們可以通過下面的命令來設(shè)置隔離級別。

SET [SESSION|GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL [READ UNCOMMITTED|READ COMMITTED|REPEATABLE READ|SERIALIZABLE]

我們再來看一下我們在下面實(shí)際操作中使用到的一些并發(fā)控制語句:

• START TARNSACTION |BEGIN：顯式地開啟一個(gè)事務(wù)。
• COMMIT：提交事務(wù)，使得對數(shù)據(jù)庫做的所有修改成為永久性。
• ROLLBACK：回滾會結(jié)束用戶的事務(wù)，并撤銷正在進(jìn)行的所有未提交的修改。

臟讀(讀未提交)

避免臟讀(讀已提交)

不可重復(fù)讀

還是剛才上面的讀已提交的圖，雖然避免了讀未提交，但是卻出現(xiàn)了，一個(gè)事務(wù)還沒有結(jié)束，就發(fā)生了 不可重復(fù)讀問題。

可重復(fù)讀

防止幻讀(可串行化)

一個(gè)事務(wù)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，這種操作的范圍是數(shù)據(jù)庫的全部行，然后第二個(gè)事務(wù)也在對這個(gè)數(shù)據(jù)庫操作，這種操作可以是插入一行記錄或刪除一行記錄，那么第一個(gè)是事務(wù)就會覺得自己出現(xiàn)了幻覺，怎么還有沒有處理的記錄呢? 或者 怎么多處理了一行記錄呢?

幻讀和不可重復(fù)讀有些相似之處 ，但是不可重復(fù)讀的重點(diǎn)是修改，幻讀的重點(diǎn)在于新增或者刪除。