3、事物

3.1、什么是事物

• 事物就是一组原子性的SQL查询，或者一个独立的工作单元。如果数据库引擎能够成功地对数据库应用该组查询的全部语句，那么就执行该组查询。如果其中有任何一条语句因为奔溃或者其他原因无法执行，那么所有的语句都不会执行。也就是说，事物内的语句，要么全部成功，要么全部失败

3.2、ACID

• 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)：数据库总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态。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。如果A向B转账中间出了一些异常，那么事物回滚掉，次事物中所在的任何修改都不会保存到数据库中。

• 3、隔离性(Isolation)：一个事物所做的修改在最终没有提交以前，其他事物是对其他不可见的。

• 4、持久性(Durability)：事务完成后，事务对数据库的所有更新将被永久的保存到数据库。

3.3 隔离级别

• 1. Read uncommitted 读未提交 （可以读没有提交的事物）
     公司发工资了，把50000元打到我的账号上，但是该事务并未提交，而我正好去查看账户，发现工资已经到账，是50000元整，非常高兴。可是不幸的是，领导发现发给的工资金额不对，是2000元，于是迅速回滚了事务，修改金额后，将事务提交，最后我实际的工资只有2000元，空欢喜一场。
     脏读是两个并发的事务，“事务A：领导发工资”、“事务B：我查询工资账户”，事务B读取了事务A尚未提交的数据。
     当隔离级别设置为Read uncommitted时，就可能出现脏读，如何避免脏读，请看下一个隔离级别。
• 2. Read committed 读提交 (读已提交的事物)
     我拿着工资卡去消费，系统读取到卡里确实有2000元，而此时老婆也正好在网上转账，把工资卡的2000元转到她账户，并在我之前提交了事务，当我扣款时，系统检查到工资卡已经没有钱，扣款失败，十分纳闷，明明卡里有钱，为何......
     不可重复读是两个并发的事务，“事务A：消费”、“事务B：老婆网上转账”，事务A事先读取了数据，事务B紧接了更新了数据，并提交了事务，而事务A再次读取该数据时，数据已经发生了改变。
     当隔离级别设置为Read committed时，避免了脏读，但是可能会造成不可重复读。
• 3. Repeatable read 重复读
     当隔离级别设置为Repeatable read时，可以避免不可重复读。当我拿着工资卡去消费时，一旦系统开始读取工资卡信息（即事务开始），我老婆就不可能对该记录进行修改，也就是不能在此时转账。
     虽然Repeatable read避免了不可重复读，但还有可能出现幻读。例如：老婆工作在银行部门，她时常通过银行内部系统查看我的信用卡消费记录。有一天，她正查询到我当月信用卡的总消费金额（select sum(amount) from transaction where month = 本月）为80元，而我此时正好在外面吃完大餐后在收银台买单，消费1000元，即新增了一条1000元的消费记录（insert transaction ... ），并提交了事务，随后老婆将我的当月信用卡消费的明细打印到A4纸上，却发现消费总额为1080元，老婆很诧异，以为出现了幻觉，幻读就这样产生了。
• 4. Serializable (串行化)：可避免脏读、不可重复读、幻读的发生。

• 5.重点

  • 5.1、事务隔离级别为读提交时，写数据只会锁住相应的行
  • 5.2、事务隔离级别为可重复读时，如果检索条件有索引（包括主键索引）的时候，默认加锁方式是next-key 锁；如果检索条件没有索引，更新数据时会锁住整张表。一个间隙被事务加了锁，其他事务是不能在这个间隙插入记录的，这样可以防止幻读。
  • 5.3、事务隔离级别为串行化时，读写数据都会锁住整张表
  • 5.4、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。

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• 6.事务的并发问题
• 6.1、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
• 6.2、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。
• 6.3、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。
  小结：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
  3.4、死锁
• 死锁是指两个或者多个事物在同一个资源上互相占用，并请求锁定对方占用的资源，从而导致恶性循环的现象。当多个事物试图以不同的顺序锁定资源时，就可能会产生死锁。多个事物同时锁定同一个资源时，也会产生死锁。

   事务1：
            start transaction;
            update stockprice set close = 45.50 where stock_id =4 and date = '2022'
            update stockprice set close = 45.50 where stock_id =3 and date = '2022'
            commit;

   事务2：
            start transaction;
            update stockprice set close = 45.50 where stock_id =3 and date = '2022'
            update stockprice set close = 45.50 where stock_id =4 and date = '2022'
            commit;

• 以上代码会出现死锁现象。InnoDB目前处理死锁的方法是，将持有最少行级排他锁的事物进行回滚（这是相对比较简单的死锁回滚算法）
• 死锁发生以后，只有部分或者完全回滚其中一个事物，才能打破死锁。对于事物类型的系统，这是无法避免的，所以应用程序在设计时必须考虑如何处理死锁。大多数情况下只需要重新执行因死锁回滚的事物即可。