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本文章为【极客时间】课程【MySQL 实战 45 讲】的内容整理
什么是事务
在计算机术语中，事务（Transaction）指的是访问并可能更新数据库中各种数据项的一个程序执行单元。
我们为什么需要事务？
事务是为了解决数据安全操作提出的解决方案，事务的控制实际上就是控制数据的安全访问与隔离。
举一个简单的例子:
银行转账，A 账户将自己的 1000 元转账给 B ，那么业务实现的逻辑首先是将 A 的余额减少 1000，然后往 B 的余额里增加 1000，假如这个过程中出现意外，导致过程中断，A 已经扣款成功，B 还没来得及增加，就会导致 B 损失了1000 元。所以我们必须做出控制，要求 A 账户转帐业务撤销，这才能保证业务的正确性，完成这个操作就需要事务，将 A 账户资金减少和 B 账户资金增加放到同一个事务里，要么全部执行成功，要么全部失败，这样就保证了数据的安全性。
MySQL 是一个支持多引擎的系统，但并不是所有的引擎都支持事务。比如 MyISAM 引擎就不支持事务，这也是 MyISAM 被 InnoDB 取代的重要原因之一。
MySQL 事务四大特性
MySQL 事务包含四大特性（ACID），分别为：原子性（Atomicity），一致性（Consistency），隔离性（Isolation），持久性（Durability）。
原子性（Atomicity）
什么是原子性？
原子性是指事务是应用中不可再分的最小执行体，即事务包含的一系列操作要么全部成功，要么全部失败（rollback），绝对不存在部分成功或者部分失败的情况。
一致性（Consistency）
一致性可以理解为堆数据完整性约束的遵循。这些约束可能包括主键约束，唯一索引约束，外键约束等等。事务执行前后，数据都是合法的，不会违背任何数据的完整性。
举例：拿转账来说，A 和 B 加起来有 5000 元，无论 A 和 B 如何转账，转了几次账，A 和 B 加起来的钱永远都是 5000 元。
隔离性（Isolation）
隔离性是指当多个用户以并发的方式操作数据库，比如操作同一个表，数据库为每一个用户开启的事物，不能被其他的事务所干扰或者影响，事务之间是彼此隔离的。
永久性（Durability）
永久性是指一个事务一旦提交了，那么其对数据库中数据的改变就是永久的，即使是数据库发生了故障时，也不会丢失事务提交的数据。
隔离性与隔离级别
当数据库上有多个事务同时执行的时候，就可能出现脏读（dirty read），不可重复读（non-repeatable read），幻读（phantom read）这些问题，为了解决这些问题，就有了 MySQL“隔离级别”的概念。
在了解 MySQL 的“隔离级别”之前，我们先来了解一下什么是脏读，幻读与不可重复读。
- 脏读
脏读是指当事务 A 正在访问数据，并且对数据进行了修改，而这个修改还没有提交到数据库中，此时另一个事务 B 也访问到了这个数据，然后使用了这个数据，结果事务 A 发生回滚，那么事务 B 读到的就是一个“脏数据”。
示意图：
- 不可重复读
不可重复读是指在一个事务内 ，多次读同一数据。例如：事务 B 读取某一数据，在事务 B 还没有结束时，另外一个事务 A 也访问了该同一数据，并且修改了这一数据。那么，在事务 B 的两次读数据之间，由于事务 A 对数据的修改，导致事务 B 两次读到的的数据可能是不一样的，这就是不可重复读。例如，一个编辑人员两次读取同一文档，但在两次读取之间，作者重写了该文档。当编辑人员第二次读取文档时，文档已更改。原始读取不可重复。如果只有在作者全部完成编写后编辑人员才可以读取文档，则可以避免该问题。
示意图：
- 幻读
幻读是指：同样一个查询在整个事务中多次执行，查询所得结果不同。
例如，事务 B 对表中全部记录做了更新操作，尚未提交前，事务 A 又插入了一条记录，那么事务 B 再次读取数据库时，就会发现还有一条记录（即事务 A 新插入的记录）没有做更新。
示意图：
事务的隔离级别
在谈事务的隔离级别之前，你需要知道的是，事务的隔离级别越高，效率就越低。因此很多的时候，我们需要在二者之间寻找一个平衡点。
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 ）。
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读未提交是指，一个事务还没提交时，它做的变更就能被别的事务看到。
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读提交是指，一个事务提交之后，它做的变更才会被其他事务看到。
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可重复读是指，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。
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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。
示例：
数据表 T 中只有一列，其中一行的值为 1；
create table T(c int) engine=InnoDB;
insert into T(c) values(1);
我们来看看在不同的隔离级别下，事务 A 会得到哪些返回结果，也就是图中的 V1，V2，V3 的值分别是什么。
- 若隔离级别是“读未提交”，V1 的值 就是 2。此时虽然事务 B 还没有提交，但是结果已经被 A 看到了。这就导致了脏读，因此，V2，V3 的值也都是 2。
- 若隔离级别是“读提交”，脏读就可以避免，V1 的值是 1；但是在事务 B 提交之后，事务 A 查询得到的值 V2 就是 2，这就导致了原始读取不可重复，即：不可重复读。 V3 的值也是 2。
- 若隔离级别是“可重复读”，则 V1，V2 都是 1，V3 是 2。因为隔离级别设置为可重复读，就要求事务在执行期间看到的数据前后必须是一致的，所以 V2 查询的值为 1。
- 若隔离级别是“串行化”，则事务 B 在执行 “将 1 改成 2” 的时候，会被锁住。直到事务 A 提交之后，事务 B 才可以继续执行。所以从 A 的角度来看，V1，V2 的值是 1，V3 的值是 2。
在实现上，数据库里面会创建一个视图，访问的时候以视图的逻辑结果为准。
- RU（读未提交）隔离级别下直接返回记录上的最新的值，没有视图这一概念
- RC（读提交）隔离级别下，MVCC 视图会在每一个语句前创建一个，所以在 RC 级别下，一个事务是可以看到另外一个事务已经提交的内容，因为它在每一次查询之前都会重新给予最新的数据创建一个新的 MVCC 视图
- RR（可重复读）隔离级别下，MVCC 视图是在开始事务的时候就创建好了，这个视图会一直使用，直到该事务结束。
- Serializable（序列化）隔离级别下，也没有视图这一概念，它是通过锁来实现数据访问隔离的。
值得一提的是，Oracle 数据库的默认隔离级别是 RC，因此如果对于一些从 Oracle 迁移到 MySQL 上的应用，为了保证数据隔离级别的一致，需要将 MySQL 的隔离级别设置为 RC（读提交）。
事务隔离的实现
在 MySQL 中，每一条记录在更新的时候，除了将变更记录到 redo log 日志中，还会记录一条变更相反的回滚记录，回滚记录被记录在 undo log 日志中。
假设一个值从 1 按照顺序改成了 2，3，4。在 undo log 日志中就会有类似下面的记录：
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。你一定会问，回滚日志总不能一直保留吧，什么时候删除呢？
答案是，在不需要的时候才删除。也就是说，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。什么时候才不需要了呢？就是当系统里没有比这个回滚日志更早的 read-view 的时候。
为什么尽可能不要使用长事务？
答案是：因为长事务的存在会导致 undo log 日志一直存在不被删除。
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。
事务的开启方式
MySQL 开启事务的方式有以下几种：
- 显示启动事务语句，begin 或 start transaction。配套的提交语句为 commit，回滚语句是 rollback。
- set autocommit = 0，这个命令会将这个线程的自动提交关掉。意味着如果你只执行一个 select 语句，这个事务就启动了，而且并不会自动提交。这个事务持续存在直到你主动执行 commit 或 rollback 语句，或者断开连接。
