数据库的ACID特性及事物隔离级别-科普入门级别

数据库ACID特性

(1)原子性（Actomicity）：对数据的操作，要么全都执行，要么全都不执行，整个事物视为一个整体
(2)一致性（Consistent）：在事务开始和完成时，数据都必须保持一致状态。事务结束时，所有的内部数据结构（如B树索引或双向链表）也都必须是正确的
(3)隔离性（Isolation）：数据库系统提供一定的隔离机制，确保事务不受其他事物的影响，同时事物的中间状态对外不可见
(4)持久性（Durable）：事务完成之后，它对于数据的修改是永久性的，即使出现系统故障也能够保持

事物隔离级别

事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元，事务具有4属性，通常称为事务的ACID属性。

查询当前mysql事物隔离级别

select @@tx_isolation;

第一级别：Read Uncommitted(未提交读)

set tx_isolation='READ-UNCOMMITTED';

(1)当前事物可以看到其他事务未提交事务的数据，造成脏读
(2)本隔离级别很少用于实际应用，因为它的性能也不比其他级别好多少，但是副作用又较大

第二级别：Read Committed(已提交读)

set tx_isolation='READ-COMMITTED';

(1)当前事物可以读取到其他事物已经提交的数据，造成不可重复读(Non repeatable Read)
(2)大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL默认的）
(3)不可重复读意味着我们在同一个事务中执行完全相同的select语句时可能看到不一样的结果。
(4)导致这种情况的原因可能有：
a、有一个交叉的事务有新的commit，导致了数据的改变;
b、一个数据库被多个实例操作时，同一事务的其他实例在该实例处理其间可能会有新的commit

第三级别：Repeatable Read(可重读)

set tx_isolation='REPEATABLE-READ';

(1)MySQL的默认事务隔离级别
(2)同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到同样的数据行
(3)此级别可能出现的问题–幻读(Phantom Read)：
当用户读取某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围内插入了新行，当用户再读取该范围的数据行时，会发现有新的“幻影”
(4)InnoDB和Falcon存储引擎通过多版本并发控制(MVCC，MultiVersion Concurrency Control)机制解决了该问题

第4级别：Serializable(可串行化)，完美，但是并发低

set tx_isolation='SERIALIZABLE';

(1)这是最高的隔离级别，使读写操作串行化，一般不用
(2)它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。它在每个读的数据行上加上共享锁。
(3)在这个级别，可能导致大量的超时现象和锁竞争

数据库实现事物隔离级别的方式

(1)对其加锁，阻止其他事务对数据进行修改
(2)MutiVersion Concurrency Control，简称MVCC或MCC多版本控制，通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照（Snapshot），
并用这个快照来提供一定级别的一致性读取
在MVCC并发控制中，读操作可以分成快照读 (snapshot read)与当前读 (current read)。
快照读，读取的是记录的可见版本 (有可能是历史版本)，不用加锁。
当前读，读取的是记录的最新版本，并且，当前读返回的记录，都会加上锁，保证其他事务不会再并发修改这条记录。
InnoDB就是基于多版本控制的引擎

并发事务带来的问题

相对于串行处理来说，并发事务处理能大大增加数据库资源的利用率，提高数据库系统的事务吞吐量，但并发事务处理也会带来一些问题，主要包括以下几种情况：
(1)更新丢失（Lost Update）：当多个事务选择同一行，然后基于最初选定的值更新该行时，由于每个事务都不知道其他事务的存在，多个事物同时更新数据，就会发生丢失更新问题 -> 乐观锁
(2)脏读（Dirty Reads）：一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务并提交前，这条记录的数据就处于不一致状态；这时，另一个事务也来读取同一条记录，如果不加控制，第二个事务读取了这些“脏”的数据，并据此做进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做“脏读”。
(3)不可重复读（Non-Repeatable Reads）：一个事务在读取某些数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了！这种现象叫做“不可重复读”。
(4)幻读（Phantom Reads）：一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据，这种现象就称为“幻读”。