事务的【ACID】四大原则

事务的ACID四大原则

事务（Transaction）是访问和更新数据库的程序执行单元，事务中可能包含一个或多个SQL语句，这些语句要么都执行，要么都不执行。ACID是衡量事务的四个特性，下面将详细解释这四个特性：

1. 原子性（Atomicity）

原子性是指一个事务是一个不可分割的工作单位，其中的操作要么都做，要么都不做。在数据库中，如果事务中一个SQL语句执行失败，则已执行的语句也必须回滚，数据库退回到事务前的状态。然而，需要注意的是，MySQL的事务并不支持完全的原子性。在MySQL中，如果事务中的一条SQL无法执行，它会将这一条SQL报错，并继续执行接下来的SQL，且已执行的SQL也不回滚，除非我们主动使用逻辑判断要求报错时执行回滚，否则MySQL的事务本身是不会回滚的。

2. 持久性（Durability）

持久性是指事务一旦提交，它对数据库的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其有任何影响。简单理解，就是数据的持久化。即使系统崩溃或断电，已提交的事务对数据库的改变也不会丢失。这是因为数据库系统通常会将已提交的事务记录到持久化存储中，如硬盘。

3. 隔离性（Isolation）

隔离性研究的是不同事务之间的相互影响。隔离性是指，事务内部的操作与其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。通常使用锁机制来保证事务的隔离性。

• 锁机制：MySQL数据库中，MyISAM存储引擎只支持表锁，InnoDB存储引擎同时支持表锁和行锁，出于性能考虑，绝大多数情况下使用的都是行锁。

• 脏读、不可重复读和幻读：若不保证事务的隔离性，则有可能会出现数据的脏读、不可重复读和幻读。

  脏读：当前事务中可以读到其他事务未提交的数据（脏数据）。

  不可重复读：在事务中先后两次读取同一个数据，两次读取的结果不一样。脏读与不可重复读的区别在于：前者读到的是其他事务未提交的数据，后者读到的是其他事务已提交的数据。

  幻读：在事务中按照某个条件先后两次查询数据库，两次查询结果的条数不同。不可重复读与幻读的区别可以通俗地理解为：前者是数据变了，后者是数据的行数变了。

• 事务隔离级别：SQL标准中定义了四种隔离级别，并规定了每种隔离级别下上述问题是否存在。一般来说，隔离级别越低，系统开销越低，可支持的并发越高，但隔离性也越差。隔离级别与读问题的关系如下：

  读未提交（Read Uncommitted）：允许读取未提交的数据，可能导致脏读、不可重复读和幻读。

  读已提交（Read Committed）：只允许读取已提交的数据，可以避免脏读，但可能出现不可重复读和幻读。

  可重复读（Repeatable Read）：保证在同一个事务中多次读取同一数据的结果一致，可以避免脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生（不过InnoDB通过MVCC避免了幻读问题）。

  可串行化（Serializable）：强制事务串行执行，避免脏读、不可重复读和幻读，但并发性能最低。

在实际应用中，读未提交在并发时会导致很多问题，而性能相对于其他隔离级别提高却很有限，因此使用较少。可串行化强制事务串行，并发效率很低，只有当对数据一致性要求极高且可以接受没有并发时使用，因此使用也较少。因此在大多数数据库系统中，默认的隔离级别是读已提交（如Oracle）或可重复读（如InnoDB）。

4. 一致性（Consistency）

一致性是指事务执行结束后，数据库的完整性约束没有被破坏，事务执行的前后都是合法的数据状态。数据库的完整性约束包括但不限于：实体完整性（如行的主键存在且唯一）、列完整性（如字段的类型、大小、长度要符合要求）、外键约束、用户自定义完整性（如转账前后，两个账户余额的和应该不变）。简单理解，就是事务执行前后，数据的改变都是合法，且各方数据都是一致的。

事务的目的就是为了数据一致性。为了实现事务的一致性，需要保证事务的原子性、持久性和隔离性，同时数据库本身需要提供保障，完善其完整性约束。此外，应用层面也需要进行保障，例如如果转账操作只扣除转账者的余额，而没有增加接收者的余额，无论数据库实现的多么完美，也无法保证状态的一致。

综上所述，ACID四大原则是衡量事务特性的重要标准，它们共同保证了事务的可靠性和数据的一致性。