数据库事务的四大特性和事务的四大隔离级别

短命女 2022-03-10 06:23 225阅读 0赞

### 数据库事务的四大特性和事务的四大隔离级别 ###

*   *  数据库事务的四大特性
     *  数据库事务的四大隔离级别
     *   *  栗子辅助理解
         *  实现原理
         *  MySQL的默认隔离级别
         *   *  多版本并发控制（MVCC）

## 数据库事务的四大特性 ##

ACID（Atomicity、Consistency、Isolation、Durability，即*原子性、一致性、隔离性、持久性*）

1.  **原子性**：事务是最小的执行单位，不允许分割。事务的原子性确保动作要么全部完成，要么完全不起作用；
2.  **一致性**：执行事务前后，数据库从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。
3.  **隔离性**：并发访问数据库时，一个用户的事物不被其他事务所干扰，各并发事务之间数据库是独立的。
4.  **持久性**：一个事务被提交之后。它对数据库中数据的改变是持久的，即使数据库 发生故障也不应该对其有任何影响。

## 数据库事务的四大隔离级别 ##

SQL 标准的事务隔离级别包括：*读未提交（read uncommitted）、读提交（read committed）、可重复读（repeatable read）和串行化（serializable ）*。

1.  **读未提交**：一个事务还没提交时，它做的变更就能被别的事务看到，此时另一个事务读到的数据是“脏读”。
2.  **读提交**：一个事务提交之后，它做的变更才会被其他事务看到。
3.  **可重复读**：一个事务执行过程中看到的数据，总是跟这个事务在启动时看到的数据是一致的。当然在可重复读隔离级别下，未提交变更对其他事务也是不可见的。
4.  **串行化**：顾名思义是对于同一行记录，“写”会加“写锁”，“读”会加“读锁”。当出现读写锁冲突的时候，后访问的事务必须等前一个事务执行完成，才能继续执行。

### 栗子辅助理解 ###

为了方便理解这四个隔离级别，我们来看看在不同的隔离级别下，事务 A 会有哪些不同的返回结果，也就是图里面 V1、V2、V3 的返回值分别是什么。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjU4NjEyMA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

（1）若隔离级别是“读未提交”， 则 V1 的值就是 2。这时候事务 B 虽然还没有提交，但是结果已经被 A 看到了。因此，V2、V3 也都是 2。

（2）若隔离级别是“读提交”，则 V1 是 1，V2 的值是 2。事务 B 的更新在提交后才能被 A 看到。所以， V3 的值也是 2。

（3）若隔离级别是“可重复读”，则 V1、V2 是 1，V3 是 2。之所以 V2 还是 1，遵循的就是这个要求：事务在执行期间看到的数据前后必须是一致的。

（4）若隔离级别是“串行化”，则在事务 B 执行“将 1 改成 2”的时候，会被锁住。直到事务 A 提交后，事务 B 才可以继续执行。所以从 A 的角度看， V1、V2 值是 1，V3 的值是 2。

### 实现原理 ###

事务隔离机制的实现基于锁机制和并发调度。其中并发调度使用的是MVCC（多版本并发控制），通过行的创建时间和行的过期时间来支持并发一致性读和回滚等特性。

1.  在“可重复读”隔离级别下，这个视图是在事务启动时创建的，整个事务存在期间都用这个视图。
2.  在“读提交”隔离级别下，这个视图是在每个 SQL 语句开始执行的时候创建的。
3.  “读未提交”隔离级别下，直接返回记录上的最新值，没有视图概念。
4.  在“串行化”隔离级别下，直接用加锁的方式来避免并行访问。

### MySQL的默认隔离级别 ###

SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation'

![在这里插入图片描述][20190309214706328.png]  
Mysql 默认采用的 **REPEATABLE\_READ**隔离级别 Oracle 默认采用的 READ\_COMMITTED隔离级别.

#### 多版本并发控制（MVCC） ####

在 MySQL 中，实际上每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作。记录上的最新值，通过回滚操作，都可以得到前一个状态的值。

假设一个值从 1 被按顺序改成了 2、3、4，在回滚日志里面就会有类似下面的记录。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjU4NjEyMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

当前值是 4，但是在查询这条记录的时候，不同时刻启动的事务会有不同的 read-view。如图中看到的，在视图 A、B、C 里面，这一个记录的值分别是 1、2、4，**同一条记录在系统中可以存在多个版本，就是数据库的多版本并发控制（MVCC）**。对于 read-view A，要得到 1，就必须将当前值依次执行图中所有的回滚操作得到。

同时你会发现，即使现在有另外一个事务正在将 4 改成 5，这个事务跟 read-view A、B、C 对应的事务是不会冲突的。

回滚日志不能一直保留，系统会判断，当没有事务再需要用到这些回滚日志时，回滚日志会被删除。**就是当系统里没有比这个回滚日志更早的 read-view 的时候**。

基于上面的说明，建议尽量不要使用长事务。

长事务意味着系统里面会存在很老的事务视图。由于这些事务随时可能访问数据库里面的任何数据，所以这个事务提交之前，数据库里面它可能用到的回滚记录都必须保留，这就会**导致大量占用存储空间**。

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