数据库事物的四个特性

数据库事物的四个特性
数据库事务的四个特性
在数据库的世界中，事务是一个非常重要的概念。

事务就像是一次完整的操作单元，它保证了数据的一致性和可靠性。

而数据库事务具有四个特性，分别是原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability），这四个特性通常被简称为ACID。

接下来，让我们深入了解一下这四个特性。

一、原子性
原子性意味着事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败。

就好比你去超市买东西，要么你把所有想买的东西都成功付款买走，要么一个都没买成。

在数据库中，如果一个事务包含多个操作，比如插入一条记录、更新一些数据、删除一些数据等，那么这些操作要么都执行成功，把数据库从一个一致的状态转换到另一个一致的状态；要么如果其中任何一个操作失败，整个事务就会回滚，就像什么都没发生过一样，数据库会恢复到事务开始之前的状态。

举个例子，假设一个银行转账的场景。

从账户 A 向账户 B 转账1000 元，这个事务包括两个操作：从账户 A 中扣除 1000 元，在账户B 中增加 1000 元。

如果在扣除账户 A 的 1000 元成功之后，由于某种原因（比如系统故障、网络问题等）导致在账户 B 中增加 1000 元的操作失败了，那么原子性就会发挥作用，之前从账户 A 扣除的 1000 元会
被回滚，恢复到转账之前的状态，确保账户 A 和账户 B 的余额不会因
为这个不完整的事务而出现错误。

二、一致性
一致性是指事务必须使数据库从一个一致性状态转变到另一个一致
性状态。

也就是说，无论事务执行前数据库的状态如何，在事务执行后，数据库的状态都必须是合法的、符合预定规则的。

比如在一个库存管理系统中，规定某种商品的库存数量不能为负数。

如果一个事务是要卖出 5 件该商品，而当前库存只有 3 件，那么这个
事务就不应该被允许执行，因为它会导致库存数量变成负数，违反了
一致性规则。

再比如在一个学生成绩管理系统中，规定学生的总成绩不能超过各
科目成绩之和。

如果一个事务试图修改学生的成绩，导致总成绩超过
了各科目成绩之和，那么这个事务就违反了一致性规则，不应该被允
许执行。

一致性约束通常是由数据库的完整性约束和业务规则共同来保证的。

数据库管理员和开发人员在设计数据库和编写应用程序时，需要明确
并定义这些一致性规则，以确保事务在执行过程中不会破坏数据的一
致性。

三、隔离性
隔离性指的是多个事务并发执行时，它们之间应该相互隔离，互不干扰。

每个事务都感觉自己好像是在独自操作数据库，不受其他并发事务的影响。

就好比在银行里，有多个窗口同时在办理业务，每个窗口的业务处理过程都不会被其他窗口的操作所干扰。

隔离性有不同的级别，常见的隔离级别包括读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。

在读未提交隔离级别下，一个事务可以读取到另一个未提交事务修改的数据，这可能会导致脏读（Dirty Read）问题。

比如事务 A 修改了一条数据但还没有提交，事务 B 此时就读取到了这个未提交的数据，如果事务 A 最终回滚了，那么事务 B 读取到的数据就是不正确的。

在读已提交隔离级别下，可以避免脏读，但可能会出现不可重复读（NonRepeatable Read）问题。

也就是说，在同一个事务中，多次读取同一数据的结果可能不一样，因为其他事务可能在中间修改了数据并提交了。

在可重复读隔离级别下，可以避免脏读和不可重复读，但可能会出现幻读（Phantom Read）问题。

幻读是指在同一个事务中，按照相同
的条件查询，两次查询得到的结果集不一样，比如第二次查询多了或少了一些行，这通常是因为其他事务在中间插入或删除了数据。

串行化隔离级别是最高的隔离级别，它可以完全避免上述问题，但
并发性能也最差，因为它相当于事务一个一个串行执行。

在实际应用中，需要根据业务需求和系统性能要求来选择合适的隔
离级别，以在隔离性和并发性能之间取得平衡。

四、持久性
持久性是指一旦事务提交成功，其对数据库的修改就应该永久保存
下来，不会因为系统故障、断电等原因而丢失。

这就好像你把重要的文件存进了一个非常可靠的保险箱，即使发生
了火灾或者其他灾难，文件也不会丢失。

为了实现持久性，数据库通常会把事务的修改操作先记录在日志中，然后再真正地更新数据库中的数据。

这样，即使在更新数据的过程中
发生了故障，数据库在恢复时也可以根据日志中的记录来重新执行未
完成的操作，从而保证数据的持久性。

比如，当一个事务提交时，数据库会先把这个事务的所有修改操作
记录在日志中，然后再更新数据库中的数据。

如果在更新数据的过程
中系统突然崩溃了，那么在系统重新启动时，数据库会首先读取日志，找出那些未完成的事务，并重新执行它们，以确保数据的完整性和一
致性。

总之，数据库事务的四个特性——原子性、一致性、隔离性和持久性，共同保证了数据库操作的可靠性和正确性。

在设计和开发数据库
应用程序时，充分理解和正确运用这四个特性是非常重要的，只有这
样，才能确保数据库中的数据始终保持准确、完整和一致，为业务的正常运行提供坚实的基础。