事务的 ACID 特性是数据库系统保证数据一致性和可靠性的基石。ACID 是四个特性的首字母缩写：原子性 (Atomicity)、一致性 (Consistency)、隔离性 (Isolation) 和 持久性 (Durability)。
在 MySQL 中，这些特性主要由 InnoDB 存储引擎通过一系列复杂的内部机制来保障。
1. 原子性 (Atomicity)
- 定义：事务是一个不可分割的最小工作单元。事务中的所有操作要么全部成功提交，要么全部失败回滚。不存在部分成功的情况。
- 保障机制：Undo Log (回滚日志)
- 作用：记录数据被修改之前的值（旧值）。
- 工作原理：
- 当事务对数据进行修改（INSERT, UPDATE, DELETE）时，InnoDB 会先将修改前的数据写入 Undo Log。
- 如果事务执行失败或执行了
ROLLBACK，InnoDB 就可以利用 Undo Log 中的旧值，将数据恢复到事务开始前的状态，实现“回滚”。
- 关键点：Undo Log 保证了事务的“全有或全无”。
2. 一致性 (Consistency)
- 定义：事务执行前后，数据库都必须处于一致的状态。这意味着数据必须满足预定义的约束（如主键、外键、唯一性、数据类型等），不会破坏数据的完整性。
- 保障机制：综合机制
- 原子性 (Undo Log)：防止因部分操作失败导致数据处于中间状态。
- 隔离性 (锁机制 & MVCC)：防止并发事务相互干扰导致数据不一致。
- 持久性 (Redo Log)：确保已提交的事务结果不会丢失。
- 约束检查：在事务执行过程中，MySQL 会检查主键、外键、唯一索引、NOT NULL 等约束。如果违反约束，事务会失败并回滚。
- 关键点：一致性是最终目标，由 A、I、D 共同保障。它不是由单一机制实现，而是通过其他三个特性的协同作用来达成的。
3. 隔离性 (Isolation)
- 定义：多个并发执行的事务之间是相互隔离的，一个事务的执行不应影响其他事务。这可以防止“脏读”、“不可重复读”、“幻读”等问题。
- 保障机制：锁机制 (Locking) 和 MVCC (多版本并发控制)
- 锁机制：
- 共享锁 (S Lock / 读锁)：允许多个事务同时读取同一资源，但阻止写操作。
- 排他锁 (X Lock / 写锁)：阻止其他任何事务读取或写入被锁定的资源。
- InnoDB 会自动为事务涉及的数据行或页加锁，确保串行化访问。
- MVCC (Multi-Version Concurrency Control)：
- 核心思想：为数据行保存多个版本（通过
Undo Log实现）。 - 工作原理：当一个事务读取数据时，InnoDB 会根据该事务的“快照”（Read View）找到一个合适的历史版本（可能来自 Undo Log），而不是直接读取最新的、可能被其他事务修改但未提交的数据。
- 优势：读操作不需要加锁，极大提高了并发性能。写操作只锁定修改的行。
- 核心思想：为数据行保存多个版本（通过
- 隔离级别：MySQL 提供了四种隔离级别（
READ UNCOMMITTED,READ COMMITTED,REPEATABLE READ,SERIALIZABLE），通过调整锁和 MVCC 的行为来平衡一致性和并发性。InnoDB 默认使用REPEATABLE READ。
- 锁机制：
4. 持久性 (Durability)
- 定义：一旦事务成功提交，其对数据库的修改就是永久性的，即使系统发生故障（如断电、崩溃），数据也不会丢失。
- 保障机制：Redo Log (重做日志)
- 作用：记录数据被修改之后的值（新值）以及如何重做这些修改。
- 工作原理 (Write-Ahead Logging - 预写日志)：
- 当事务修改数据时，InnoDB 会先将修改操作（如“将某行的值从 A 改为 B”）写入 Redo Log Buffer（内存中）。
- 在事务提交时，Redo Log Buffer 中的内容会被强制刷新 (fsync) 到磁盘上的 Redo Log File（如
ib_logfile0,ib_logfile1）。 - 只有 Redo Log 成功写入磁盘，事务才被认为已提交。
- 后续，InnoDB 的后台线程会将内存中（Buffer Pool）的脏页（被修改过的数据页）异步刷新到磁盘数据文件（
.ibd）。
- 崩溃恢复：如果系统崩溃，重启后，InnoDB 会读取 Redo Log 文件，将已提交但未写入数据文件的事务重新执行一遍（重做），从而保证数据不丢失。
- 关键点：Redo Log 的写入是顺序 I/O，比随机写入数据文件（
.ibd）快得多，这保证了提交性能。
总结：ACID 与 MySQL 机制对应表
| ACID 特性 | 定义简述 | MySQL (InnoDB) 保障机制 |
|---|---|---|
| A 原子性 | 全做或全不做 | Undo Log (记录修改前的值，用于回滚) |
| C 一致性 | 数据始终有效、完整 | 综合机制 (A + I + D + 约束检查) |
| I 隔离性 | 并发事务互不干扰 | 锁机制 (S/X Lock) + MVCC (多版本并发控制) |
| D 持久性 | 提交后永不丢失 | Redo Log (预写日志，先写日志后写数据) |
核心思想：InnoDB 通过 Undo Log 保证原子性，通过 Redo Log 保证持久性，通过 锁和 MVCC 保证隔离性，最终共同实现数据的一致性。这些机制协同工作，构成了 MySQL 可靠性的核心。
