資料庫事務的ACID四大原則學習筆記

說起資料庫，可以不知道sql，但一定不能不知道acid。

資料庫事務acid四大原則：

原子性簡單，也最常用。即在事務中所有操作都被視為乙個不可分割的整體，要麼全成功，要麼全失敗。

原子性經典的例子是a給b轉賬，不能a扣了錢，但b卻沒收到（因為網路等原因）。

事務的一種實現方法是在執行的時候，先不將最終的結果更新到資料庫，而是先寫在事務日誌上，等整個事務執行成功後，再將事務日誌上的內容同步到資料庫中。如果失敗了，事務日誌刪除，完成回滾。

永續性是指，在事務完成了之後，這個事務對資料庫所做的修改就被持久地儲存進了資料庫中，不會再被回滾操作影響。即使出現機房斷電等意外情況，資料庫中的資料也不會丟失。

那麼，怎樣做到資料庫中的資料不丟呢？假設資料庫中的資料丟了，那麼只要根據事務日誌重新執行一遍對應的操作，就可以恢復資料庫當中的資料，維持資料庫的永續性。實際上，現在的資料庫缺省會將所有的操作都當做事務來執行，因此基本不用擔心資料丟失的情況。

在多個事務一起執行的時候，如果隔離性做的不好，那麼可能會導致很多問題。

以下四種問題最常見：

髒讀指乙個事務讀到了另乙個事務的中間結果，還用轉賬舉例：

當a給b轉賬的事務沒有執行完，另乙個事務就讀取了它的中間結果，就有可能造成髒讀。因為萬一之前的事務回滾，那麼新讀取到的結果就是錯的，和a賬號回滾之後的餘額就不一致了。

不可重複讀的意思是說，在乙個事務中，我們讀取了某個資料兩次。剛好在這兩次中間，有另乙個事務修改了這條資料，那麼同樣會引起資料錯誤，因為這兩次讀取到的結果不一致。

比如我們對a賬戶的乙個事務還沒有結束，這時它的結果就被另乙個事務修改了，那麼程式就會發生錯亂，因為讀到了它沒有預料到的修改。

解決方法就是針對當前修改的資料進行隔離，同一時刻只允許乙個事務對該條資料進行修改，以保證資料的一致性。

幻讀就是乙個事務讀取兩次，讀到的資料條數不一致。這點和不可重複讀非常類似，不過不同的是不可重複讀是確定的某一條資料，而幻讀是指整個資料庫或者整個表而言。

要解決也很簡單，因為幻讀是其他事務修改其他資料產生的，所以要排除掉這種情況，只針對我們修改的資料進行加鎖和隔離是不夠的，我們需要將整個資料庫，或者是分割槽進行隔離，同一時刻，只允許乙個事務對乙個分片或資料庫表進行修改。

更新丟失的定義很直觀，當我們修改一條資料的時候，另乙個事務也在修改這條資料，導致後者的修改覆蓋了前者修改的內容。

解決的辦法是做好隔離操作，在乙個事務寫入完成之前，禁止其他事務寫入。即更新丟失是在併發場景下出現的錯誤。

解決辦法就是設定不同的隔離級別，不同的隔離級別對應不同的隔離策略，可以保證不同級別下的隔離性。

不同的隔離級別，意味著使用不同級別的鎖，顯然隔離級別越高，效能越差。這就需要dba根據業務場景，在效能和隔離安全性之間做乙個權衡：

從上到下，對應四種隔離級別，越往下隔離級別越高，能夠解決的隔離性問題也就越多，同樣的，用到的鎖也就越多，系統的效能也就越差。

現在分別看下資料庫的四種隔離級別：

1）未提交讀：在讀時不會判斷是否可能會讀到沒有提交的資料，所以他的隔離性最差，連最簡單的髒讀都無法解決。

2）已提交讀：通過鎖限制了只會讀取已經提交的資料，讀資料的時候使用共享鎖，在讀取完成後立即釋放。已提交讀級別可解決髒讀問題，也是sql server的預設隔離級別。

3）可重複讀：讀取過程和已提交讀級別一樣，但在讀取時會保持共享鎖，直到事務結束。跟已提交讀不同的是，只要乙個事務沒有結束，鎖就不會釋放，其他事務無法更新資料，保證了不會出現不可重複讀。

4）可序列讀：在事務進行中，不僅會鎖定受影響的資料本身，還會鎖定整個範圍。這就組織了其他事務影響整體的情況出現。

資料庫的一致性表示資料的狀態是正確的，即和程式設計師預期的狀態一致。

雖然一致性是資料庫的四大原則之一，但資料庫系統當中並沒有專門針對一致性的部分，只要滿足了其他三原則，那麼自然就達成了一致性。

舉例說明，a向b轉帳100，前提條件是a的賬號中錢大於等於100，如小於100，如果在開發程式時沒有校驗，還強行轉賬成功，那麼這個結果就跟我們預期不一致，就是這個問題並不是因為書刊沒有做到一致性，而是開發人員忽略了限制條件。

所以，教材上寫「ensuring the consistency is the responsibility of user, not dbms.", "dbms assumes that consistency holds for each transaction」。

保證一致性是開發的責任，不是資料庫的責任，資料庫假設每乙個事務都符合一致性。

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