事務解釋

前言

事務是我們保證資料正确性的重要手段，隻要和資料庫打交道，就得了解它的 ACID 特性，這也是一個專業程式員應該掌握的基本技能。

事務是什麼？

在資料庫的世界裡，我們最常打交道的是 SQL 操作語句。然而，SQL 語句并不是資料庫的最小處理機關，事務才是。

事務包含了一條或多條 SQL 語句。這些 SQL 語句會被視為一個任務集合，而事務就保證了這個任務集合裡的 SQL 要麼全部執行完，要麼都不執行，不會讓資料處于一個中間操作狀态。

資料庫是面向多線程多使用者設計的，同一時刻會被多個程式讀取或修改。在并發操作時，需要考慮對同一資源的通路控制。而事務在這方面有完善的處理機制，後面将會提及到事務的隔離性。

另外，事務能保證資料的完整性，這包括邏輯上的完整以及實體上的完整性。

邏輯上的完整性是指不會存在中間狀态的資料；隻會成功或失敗復原。

實體上的完整性是指事務隻要執行成功，那麼即使重新開機也不會丢失執行結果。(當然，前提是資料檔案沒有損壞......)

事務的使用

事務的整體流程主要涉及到幾個狀态點：

（1）開始事務：BEGIN TRANSACTION;

（2）送出事務：COMMIT;

（3）復原事務：ROLLBACK;

一般的，當我們在執行一條 SQL 語句時就已經預設幫我們開啟了事務。若執行成功，則會送出事務。若執行失敗，則會復原事務。

其中，送出事務後，相對應的資料也會被持久化到硬碟上，即時重新開機也不會丢失。

事務的 ACID

前面提到過，事務能保證資料的完整性，它主要是通過 ACID 特性來保證的：

1、原子性（Atomicity）

事務是一個不可分割的機關，是以在一個事務裡的所有操作要麼全部生效，要麼全部不生效。

2、一緻性（Consistency）

也可以了解為是預期狀态的正确性，即從一個正确的狀态到另一個正确的狀态，這裡的狀态往往是由業務來定義的。

比如轉賬中的一個扣錢一個加錢，是我們規定的一個資料流轉，那麼執行前的賬戶餘額和轉賬後的賬戶餘額就得滿足加減特性，這就是所謂的業務正确。

3、隔離性（Isolation）

資料庫是允許多個事務并發執行的，每個事務在執行時理想狀态是互不影響。然而要達到這個效果就得串行執行事務，這樣并發能力也會大大降低。

是以，為了兼顧執行效率，将互相影響的程度分為了 4 個隔離級别:

1）未送出讀：

舉個例子，當事務 A 對表 1 進行更新操作後，有事務 B 讀取了更新後的資料，後面又由于某種原因，事務 A 進行了復原。

這樣對于事務 B 來講就依賴了一個無效的復原資料，進而後面所做出的決策，也不一定正确了，這就是所謂的髒讀，也就是未送出讀隔離級别，此級别資料一緻性最差，但并發性最好。

2）已送出讀：

如果想防止髒讀，就需要等待其他事務送出後再進行讀取操作。防止了無效的復原情況，這就是已送出讀隔離級别。

3）可重複讀：

已送出讀的隔離級别考慮到了資料復原的無效性，卻無法阻止事務的多次送出。

比如事務 A 不斷的對表進行修改送出，那麼事務 B 就會在不同的時間點讀取到不同的資料。

為了讓事務 B 在執行期間讀取的資料都是一緻的，就有了可重複讀的隔離級别，即事務 B 在執行期間，其他事務不得進行修改操作。

4）可串行化：

上面的可重複讀隔離級别保證了事務執行期間讀取的一緻性。然而這裡并不包括插入、删除操作。

即會出現讀多讀少資料的情況，這種現象叫做幻讀。

為了解決幻讀，隻得進行串行化執行事務，才能互不影響。而此時的事務并發性是最低的。

4、持久化（Durability）

最後一個事務特性就是持久化性。通過日志等手段，隻要我們的事務送出成功了，那麼就意味着這次的資料操作是成功的。即使下次重新開機了程式，也不會丢失此處的操作結果！

總結

事務的 ACID 特性保證了資料的完整性。其中，事務的隔離級别越高，資料一緻性越好，但并發能力就越差。這是需要我們在實際開發中取舍的。像日志記錄的讀取，使用髒讀就對總體影響不大。