数据库事务详解

一.事务的ACID原则

1.原子性：

事务中的所有操作要么全部成功提交，要么在发生错误时全部回滚。

2.一致性：

事务对于修改操作，要求数据修改前和修改后的状态保持一致

3.隔离性：

一个事务的执行不会被其它事务干扰

隔离性是通过MVCC或锁机制来保证。

4.持久性：

一个事务一旦被提交，其修改会永久保存到数据库中

二.事务的隔离级别

1.读未提交

2.读已提交

3.可重复读：一个事务在执行的过程中，多次读取同一数据结果一致，可避免脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生。

4.串行化：最高的隔离级别，可以防止脏读、不可重复读以及幻读。

三.数据库并发事务，会带来哪些问题

1. 脏读（Dirty Read）：读取 “未提交” 的数据

定义：一个事务（T1）读取了另一个事务（T2）尚未提交的修改数据，而后续 T2 因异常回滚（Rollback），导致 T1 读取到的数据是 “无效的脏数据”。

核心问题：读的是 “临时数据”，数据最终可能被撤销，导致 T1 基于脏数据做的决策错误。

• 仅在最低的 读未提交（Read Uncommitted） 隔离级别下会发生；
• 只要隔离级别提升到 读已提交（Read Committed） 及以上，脏读会被完全避免（因为只允许读取 “已提交” 的数据）。

2. 不可重复读（Non-repeatable Read）：同一事务内 “重复读不一致”

定义：一个事务（T1）在同一执行过程中，多次读取同一数据，但期间另一个事务（T2）修改并提交了该数据，导致 T1 前后两次读取的结果不一致。

核心问题：“同一事务内的读一致性” 被破坏 —— 事务期望 “一旦读取某数据，后续再读该数据时结果不变”，但实际被其他已提交事务修改。

• 在 读已提交（Read Committed） 级别下会发生（允许读取已提交数据，但不阻止其他事务修改）；
• 提升到 可重复读（Repeatable Read） 级别后，会通过 “行锁” 或 “多版本并发控制（MVCC）” 避免 ——T1 读取后，其他事务无法修改该数据，直到 T1 结束。

3. 幻读（Phantom Read）：同一查询 “行数变化”

定义:一个事务（T1）在同一执行过程中，多次执行相同的范围查询（如 “查询库存 < 10 的商品”），期间另一个事务（T2）插入 / 删除了符合该范围的新数据并提交，导致 T1 前后两次查询的 “结果行数不一致”（像出现了 “幻影” 一样）。

核心问题:“范围查询的一致性” 被破坏 —— 事务期望 “范围查询的结果集固定”，但实际因其他事务的增删，行数发生变化。

• 在 可重复读（Repeatable Read） 级别下可能发生（多数数据库如 MySQL 的 InnoDB 通过 “间隙锁” 优化，可减少幻读，但未完全杜绝极端场景）；
• 只有在最高的 串行化（Serializable） 级别下，才会通过 “表锁” 完全避免 —— 事务串行执行，不允许并发修改，范围查询期间其他事务无法插入 / 删除符合条件的数据。

异常类型	核心表现	触发场景	最低避免隔离级别
脏读	读 “未提交” 数据	其他事务修改未提交	读已提交（Read Committed）
不可重复读	同一行数据多次读结果不一致	其他事务修改并提交同一行	可重复读（Repeatable Read）
幻读	同一范围查询多次读行数不一致	其他事务插入 / 删除并提交新数据	串行化（Serializable）

四.事务的隔离级别解决的问题

1. READ_UNCOMMITTED
   事务读取：不加锁
   事务写入：加写锁
   解决问题：脏写
   存在问题：脏读，不可重复读、幻读。
2. READ_COMMITTED
   事务读取：加读锁（每次 select 完成都会释放读锁）
   事务写入：加写锁
   解决问题：脏写、脏读
   存在问题：不可重复读、幻读。
3. REPEATABLE_READ
   事务读取：加读锁（每次 select 完不会释放锁，而是事务结束后才释放）（如果是 Mysql 的 innodb 还会加间隙锁）。
   事务写入：加写锁
   解决问题：脏写、脏读、不可重复读，幻读（如果是 Mysql 的 innodb 则已解决）
   存在问题：幻读（如果是 Mysql 的 innodb 则不存在）。
4. SERIALIZABLE
   不管读取还是修改所有的事务串行化执行，一个事务的执行必须等其他事务结束。