数据库的事物与隔离级别

一、事物

定义： 事务就是一个对数据库操作的序列，是一个不可分割的工作单位，要不这个序列里面的操作全部执行，要不全部不执行
事物的四大特性(ACID): 原子性 、一致性、隔离性、持久性

1. 原子性（Atomicity）：事务开始后所有操作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错，会回滚到事务开始前的状态，所有的操作就像没有发生一样。也就是说事务是一个不可分割的整体，就像化学中学过的原子，是物质构成的基本单位。

2. 一致性（Consistency）：事务开始前和结束后，数据库的完整性约束没有被破坏 。比如A向B转账，不可能A扣了钱，B却没收到。

3. 隔离性（Isolation）：同一时间，只允许一个事务请求同一数据，不同的事务之间彼此没有任何干扰。比如A正在从一张银行卡中取钱，在A取钱的过程结束前，B不能向这张卡转账。

4. 持久性（Durability）：事务完成后，事务对数据库的所有更新将被保存到数据库，不能回滚。

备注：了解四种特性能解决那些可能出现的问题，可以参考：数据库中的事物

二、事物的隔离级别

1. RAED UNCOMMITED(未授权读取、读未提交)：使用查询语句不会加锁，可能会读到未提交的行（Dirty Read）；
2. READ COMMITED(授权读取、读提交)：只对记录加记录锁，而不会在记录之间加间隙锁，所以允许新的记录插入到被锁 定记录的附近，所以再多次使用查询语句时，可能得到不同的结果（Non-Repeatable Read）；
3. REPEATABLE READ(可重复读取)：多次读取同一范围的数据会返回第一次查询的快照，不会返回不同的数据行，但是可能发生幻读（Phantom Read）；
4. SERIALIZABLE(序列化)：InnoDB 隐式地将全部的查询语句加上共享锁，解决了幻读的问题；

MySQL 中默认的事务隔离级别是 REPEATABLE READ，但是它通过 Next-Key 锁也能够在某种程度上解决幻读的问题。

三、事物的并发问题

1.脏读

脏读：事务A读取了事务B更新的数据，然后B回滚操作，那么A读取到的数据是脏数据，
即在一个事务中，读取了其他事务未提交的数据。

当事务的隔离级别为READ UNCOMMITED 时，我们在 SESSION 2 中插入的未提交数据在 SESSION 1 中是可以访问的如下图：

2. 不可重复读

不可重复读：事务 A 多次读取同一数据，事务 B 在事务A多次读取的过程中，对数据作了更新并提交，导致事务A多次读取同一数据时，结果 不一致。指在对于数据库中的某个数据，一个事务范围内多次查询却返回了不同的数据值，这是由于在查询间隔，被另一个事务修改并提交了

当事务的隔离级别为 READ COMMITED 时，虽然解决了脏读的问题，但是如果在 SESSION 1 先查询了一行数据，在这之后 SESSION 2 中修改了同一行数据并且提交了修改，在这时，如果 SESSION 1 中再次使用相同的查询语句，就会发现两次查询的结果不一样。如下图所示：

3. >幻读：系统管理员A将数据库中所有学生的成绩从具体分数改为ABCDE等级，但是系统管理员B就在这个时候插入了一条具体分数的记录，当系统管理员A改结束后发现还有一条记录没有改过来，就好像发生了幻觉一样，这就叫幻读。

重新开启了两个会话 SESSION 1 和 SESSION 2，在 SESSION 1 中我们查询全表的信息，没有得到任何记录；在 SESSION 2 中向表中插入一条数据并提交；由于 REPEATABLE READ 的原因，再次查询全表的数据时，我们获得到的仍然是空集，但是在向表中插入同样的数据却出现了错误。如图：

这种现象在数据库中就被称作幻读，虽然我们使用查询语句得到了一个空的集合，但是插入数据时却得到了错误，好像之前的查询是幻觉一样。

在标准的事务隔离级别中，幻读是由更高的隔离级别 SERIALIZABLE解决的，但是它也可以通过 MySQL 提供的 Next-Key 锁解决：

4. 区别

不可重复读和脏读的区别：脏读是某一事务读取了另一个事务未提交的脏数据，而不可重复读则是读取了前一事务提交的数据。

幻读和不可重复读区别：幻读是针对插入操作的(表级别锁)，不可重复度是针对更新和删除操作的(行级别锁)。
不可重复读的和幻读很容易混淆，不可重复读侧重于修改，幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行，解决幻读需要锁表，

5. 总结：

1. SQL规范所规定的标准，不同的数据库具体的实现可能会有些差异
2. mysql中默认事务隔离级别是可重复读时并不会锁住读取到的行
3. 事务隔离级别为读提交时，写数据只会锁住相应的行
4. 事务隔离级别为可重复读时，如果有索引（包括主键索引）的时候，以索引列为条件更新数据，会存在间隙锁间隙锁、行锁、下一键锁的问题，从而锁住一些行；如果没有索引，更新数据时会锁住整张表。
5. 事务隔离级别为串行化时，读写数据都会锁住整张表
6. 隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。对于多数应用程序，可以优先考虑把数据库系统的隔离级别设为Read Committed，它能够避免脏读取，而且具有较好的并发性能。尽管它会导致不可重复读、幻读这些并发问题，在可能出现这类问题的个别场合，可以由应用程序采用悲观锁或乐观锁来控制。

三、事物不同隔离级别出现的并发问题

事务隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
读未提交(read-uncommitted)	是	是	是
读已提交（read-committed）	否	是	是
可重复读（repeatable-read）	否	否	是
串行化（serializable）	否	否	否

参考文章：数据库事物隔离级别
『浅入浅出』MySQL 和 InnoDB