【力扣数据库知识手册】事务管理

什么是数据库事务？

数据库的事务是一种机制、一个操作序列，包含了一组数据库命令，其执行的结果必须使数据库从一种一致性状态到另一种一致性状态。
事务把所有的命令作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，是一个不可分割的工作逻辑单元。
如果任意一个操作失败，那么整租操作即为失败，会回到操作前状态或者是上一个节点。
因此，事务是保持逻辑数据一致性和可恢复性的重要利器。而锁是实现事务的关键，可以保证事务的完整性和并发性。

有哪些事务状态？

事务在其整个生命周期中会经历不同的状态，这些状态也称为事务状态。

活跃状态：事务的第一个状态，任何正在执行的事务都处于此状态，所做的更改存储在主内存的缓冲区中。
部分提交状态：执行上述操作后，事务进入部分提交状态，所做的更改仍在主内存的缓冲区中。
失败状态：如果某个检查在活动状态下失败，在活动状态或部分提交状态发生一些错误，并且事务无法进一步执行，则事务进入失败状态。
中止状态：如果任何事务已达到失败状态，则恢复管理器将数据库回滚到开始执行的原始状态。
提交状态：如果所有操作成功执行，则来自部分提交状态的事务进入提交状态。无法从此状态回滚，它是一个新的一致状态。

事务的四大特性

事务具有4个特性，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability），简称ACID，关系型数据库需要遵循ACID原则。

原子性：事务最小的执行单位，不可分割（原子）的。该特性确保动作要么全部执行，要么全部不执行，即事务不能部分提交。
一致性：当事务完成时，数据必须处于一致性状态，多个事务对同一个数据读取的结果是相同的。
隔离性：并发访问数据库时，一个用户的事务不被其他事物所干扰，各个事务不干涉内部的数据。修改数据的事务可以在另一个使用相同数据的事务开始之前/结束之后访问这些数据。
持久性：一个事务被提交之后，它对数据库中的数据的改变是持久的，即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。

如何实现事务的ACID特性

事务的ACID特性是由关系数据库管理系统来实现的。
DBMS采用日志来保证事务的原子性、一致性和持久性。日志记录了事务对数据库所做的更新，如果某个事务在执行过程中发生错误，就可以根据日志，撤销事务对数据库已做的更新，使数据库退回到执行事务前的初始状态。
DBMS采用锁机制来实现事务的隔离性。当多个事务同时更新数据库中相同的数据时，只允许持有锁的事务能更新该数据，其他事务必须等待，直到前一个事务释放了锁，其他事务才有机会更新。

事务之间的相互影响

脏读（Dirty Read）：一个事务读取了另一个事务未提交的数据。
不可重复读（Non-repeatable Read）：就是一个事务范围内，两次相同的查询会返回两个不同的数据，这是因为在此间隔内其他事务对数据进行了修改。
幻读（Phantom Read）：指当事务不是独立执行时发生的一种现象。如一个事务对所有数据进行修改的同时，另一个事务对数据插入了一行数据，第一个事务就会发现表中还有没修改的数据行，就像发生了幻觉一样。
丢失更新（Lost Update）：两个事务同时读取同一条记录，事务a先修改记录，事务b也修改记录（事务b不知道a修改过），当b提交时，其修改结果覆盖了a的修改结果，导致事务a更新丢失。

什么是事务的隔离级别

为了尽可能地避免上述事务之间的相互影响，从而达到事务的四大特性，SQL标准定义了4种不同的事务隔离级别（TRANSACTION ISOLATION LEVEL），即并发事务对同一资源的读取深度层次，由低到高是：读取未提交、读取已提交、可重复读、可串行化：

读取未提交：最低的隔离级别，一个事务可以读到另一个事务未提交的结果，所有的并发事务问题都会发生。
读取已提交：只有在事务提交后，其更新结果才会被其他事务看见。Oracle默认采用该隔离级别。
可重复读：在一个事务中，对于同一份数据的读取结果总是相同的，无论是否有其他事务对这份数据进行操作，以及这个事务是否提交，除非数据是被本身事务自己所修改。MySQL默认采用可重复读隔离级别。
可串行化：事务串行化执行（所有事务依次逐个执行），隔离级别最高，完全服从ACID，牺牲了系统的并发性。

这4个级别与事务相互间影响问题对应如下：