數(shù)據(jù)庫事務(wù)的四大特性和隔離級別

數(shù)據(jù)庫事務(wù)(Database Transaction) ，是指作為單個邏輯工作單元執(zhí)行的一系列操作，要么全部執(zhí)行，要么全部都不執(zhí)行。

一個邏輯工作單元要成為事務(wù)，必須滿足事務(wù)的四大特性（ACID）。即原子性（Atomic）、一致性（Consistent）、隔離性（Insulation）和持久性（Duraction）。

原子性（Atomic）：事務(wù)是一個完整的操作，事務(wù)的各個操作步驟是不可分的。即要么都執(zhí)行，要么都不執(zhí)行。

一致性（Consistent）：事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。

隔離性（Insulation）：系統(tǒng)必須保證事務(wù)不受其他并發(fā)執(zhí)行事務(wù)的影響。對任何一對事務(wù)T1和T2，在T1看來，T2要么在T1開始之前已經(jīng)結(jié)束，要么在T1完成之后再開始執(zhí)行。隔離通過并發(fā)控制機(jī)制實現(xiàn)。

持久性（Duraction）：事務(wù)一旦提交到數(shù)據(jù)庫，它對數(shù)據(jù)庫的更新不再受后續(xù)操作或故障的影響。

如果我們不考慮事務(wù)的隔離性，將會造成以下情況發(fā)生：

1、臟讀

臟讀是指一個事務(wù)處理過程中讀取了另一個未提交事務(wù)的數(shù)據(jù)。

2、不可重復(fù)讀

不可重復(fù)讀是指在對數(shù)據(jù)庫中的某個數(shù)據(jù)，一個事務(wù)多次讀取卻返回不一樣的結(jié)果。這是由于在查詢的時候，被另一個事務(wù)修改提交了。

3、幻讀

幻讀是事務(wù)非獨(dú)立執(zhí)行時發(fā)生的一種現(xiàn)象。例如事務(wù)T1對一個表中的所有行的某個數(shù)據(jù)從“Y”修改成“N”，此時事務(wù)T2正在向數(shù)據(jù)庫插入一條記錄，數(shù)值是“Y”。然后操作事務(wù)T1的用戶再次查看剛剛修改的數(shù)據(jù)后，會發(fā)現(xiàn)還是有一個數(shù)值為“Y”的數(shù)據(jù)記錄。其實是事務(wù)T2添加的數(shù)據(jù)，這就產(chǎn)生了幻讀。

數(shù)據(jù)庫事務(wù)的隔離級別有4個，由低到高依次為Read uncommitted、Read committed、Repeatable read、Serializable，這四個級別可以逐個解決臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀這幾類問題。

Read uncommitted(讀未提交)

例如:A向B轉(zhuǎn)賬5000元，但是A剛開始轉(zhuǎn)了8000給B賬戶，但是還沒有提交事務(wù)。然后現(xiàn)在B去賬戶里面查多了8000，A后面發(fā)現(xiàn)多轉(zhuǎn)了，于是就重新回滾事務(wù)轉(zhuǎn)了5000給B賬號，等B下次再去查看的時候發(fā)現(xiàn)是5000，這就產(chǎn)生了臟讀。

Read committed（讀提交）

singo拿著工資卡去消費(fèi)，系統(tǒng)讀取到卡里確實有2000元，而此時她的老婆也正好在網(wǎng)上轉(zhuǎn)賬，把singo工資卡的2000元轉(zhuǎn)到另一賬戶，并在singo之前提交了事務(wù)，當(dāng)singo扣款時，系統(tǒng)檢查到singo的工資卡已經(jīng)沒有錢，扣款失敗，singo十分納悶，明明卡里有錢，為何......

出現(xiàn)上述情況，即我們所說的不可重復(fù)讀，兩個并發(fā)的事務(wù)，“事務(wù)A：singo消費(fèi)”、“事務(wù)B：singo的老婆網(wǎng)上轉(zhuǎn)賬”，事務(wù)A事先讀取了數(shù)據(jù)，事務(wù)B緊接了更新了數(shù)據(jù)，并提交了事務(wù)，而事務(wù)A再次讀取該數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生了改變。

當(dāng)隔離級別設(shè)置為Read committed時，避免了臟讀，但是可能會造成不可重復(fù)讀。

Repeatable read (重復(fù)讀)

當(dāng)隔離級別設(shè)置為Repeatable read時，可以避免不可重復(fù)讀。當(dāng)singo拿著工資卡去消費(fèi)時，一旦系統(tǒng)開始讀取工資卡信息（即事務(wù)開始），singo的老婆就不可能對該記錄進(jìn)行修改，也就是singo的老婆不能在此時轉(zhuǎn)賬。

雖然Repeatable read避免了不可重復(fù)讀，但還有可能出現(xiàn)幻讀。

singo的老婆工作在銀行部門，她時常通過銀行內(nèi)部系統(tǒng)查看singo的信用卡消費(fèi)記錄。有一天，她正在查詢到singo當(dāng)月信用卡的總消費(fèi)金額（select sum(amount) from transaction where month = 本月）為80元，而singo此時正好在外面胡吃海塞后在收銀臺買單，消費(fèi)1000元，即新增了一條1000元的消費(fèi)記錄（insert transaction ... ），并提交了事務(wù)，隨后singo的老婆將singo當(dāng)月信用卡消費(fèi)的明細(xì)打印到A4紙上，卻發(fā)現(xiàn)消費(fèi)總額為1080元，singo的老婆很詫異，以為出現(xiàn)了幻覺，幻讀就這樣產(chǎn)生了。

Serializable (序列化)

Serializable是最高的事務(wù)隔離級別，同時代價也花費(fèi)最高，性能很低，一般很少使用，在該級別下，事務(wù)順序執(zhí)行，不僅可以避免臟讀、不可重復(fù)讀，還避免了幻像讀。