深入理解数据库事务（超详细）

一、事务的介绍

事务是一组操作的集合，事务会把所有操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这些操作要么同时成功，要么同时失败。 

二、事务的基本操作

2.1  事务操作方式一

 例子：    转账场景（张三向李四转账）

1. -- 1. 查询张三账户余额
2. select * from account where name = '张三';
3. -- 2. 将张三账户余额-1000
4. update account set money = money - 1000 where name = '张三';
5. -- 此语句出错后张三钱减少但是李四钱没有增加
6. 模拟sql语句错误
7. -- 3. 将李四账户余额+1000
8. update account set money = money + 1000 where name = '李四';
10. -- 查看事务提交方式
11. SELECT @@AUTOCOMMIT;
12. -- 设置事务提交方式，1为自动提交，0为手动提交，该设置只对当前会话有效
13. SET @@AUTOCOMMIT = 0;
14. -- 提交事务
15. COMMIT;
16. -- 回滚事务
17. ROLLBACK;
19. -- 设置手动提交后上面代码改为：
20. select * from account where name = '张三';
21. update account set money = money - 1000 where name = '张三';
22. update account set money = money + 1000 where name = '李四';
23. commit;

2.2  事务操作方式二

 开启事务：
  START TRANSACTION 或 BEGIN TRANSACTION;
提交事务：
  COMMIT;
回滚事务：
  ROLLBACK;

操作实例：

1. start transaction;
2. select * from account where name = '张三';
3. update account set money = money - 1000 where name = '张三';
4. update account set money = money + 1000 where name = '李四';
5. commit;

---

2.3  实际开发的案例 

一个实际开发中常见的例子是银行系统中的转账业务。在进行资金转移时，我们需要保证转出和转入两个账户的金额变动是原子性的，要么全部成功，要么全部失败。

以下是一个示例代码片段：

// 假设有两个账户：accountA 和 accountB
String accountA = "A";
String accountB = "B";
double transferAmount = 100.0; // 转账金额

// 获取数据库连接
Connection connection = getConnection();
try {
    connection.setAutoCommit(false); // 设置手动提交事务

    // 查询账户 A 的余额
    double balanceA = queryBalance(accountA);

    // 查询账户 B 的余额
    double balanceB = queryBalance(accountB);

    if (balanceA >= transferAmount) { // 检查账户 A 的余额是否足够
        // 扣除账户 A 的金额
        updateBalance(connection, accountA, balanceA - transferAmount);

        // 增加账户 B 的金额
        updateBalance(connection, accountB, balanceB + transferAmount);

        connection.commit(); // 提交事务
        System.out.println("转账成功！");
    } else {
        System.out.println("转账失败：账户 A 余额不足！");
    }
} catch (SQLException e) {
    connection.rollback(); // 发生异常，回滚事务
    System.out.println("转账失败：" + e.getMessage());
} finally {
    connection.close(); // 关闭数据库连接
}

在上述示例中，我们使用connection.setAutoCommit(false)将自动提交事务的选项关闭，并手动控制事务的提交和回滚。当余额足够时，我们更新账户 A 和账户 B 的余额，并使用connection.commit()提交事务。如果发生异常或余额不足的情况，我们使用connection.rollback()回滚事务。

通过使用事务，我们可以确保转账过程中的数据一致性和可靠性。只有当两个账户的金额都成功更新后，才会执行事务的提交操作，否则会回滚到事务开始前的状态。

这是一个简单的示例，实际应用中可能涉及更多复杂的业务逻辑和错误处理。但这个例子展示了如何在实际开发中使用START TRANSACTION或BEGIN来管理事务，确保转账操作的一致性和可靠性。

三、事务的四大特性

• 原子性(Atomicity)：事务是不可分割的最小操作但愿，要么全部成功，要么全部失败
• 一致性(Consistency)：事务完成时，必须使所有数据都保持一致状态
• 隔离性(Isolation)：数据库系统提供的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行
• 持久性(Durability)：事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变就是永久的

四、并发事务问题

问题	描述
脏读	一个事务读到另一个事务还没提交的数据
不可重复读	一个事务先后读取同一条记录，但两次读取的数据不同
幻读	一个事务按照条件查询数据时，没有对应的数据行，但是再插入数据时，又发现这行数据已经存在

常用的并发控制机制包括：

1. 锁（Locking）：使用锁来控制并发事务对数据的访问和修改，确保在某个事务读取或修改数据时，其他事务不能同时进行相同的操作。

2. 事务隔离级别（Isolation Level）：通过设置不同的事务隔离级别，定义了事务之间的可见性、并发控制的粒度等规则。

3. 多版本并发控制（MVCC）：每个事务在读取数据时，会看到一个特定的版本，而不是直接读取最新的数据。这样可以避免脏读、不可重复读和幻读问题。

4. 时间戳排序（Timestamp Ordering）：使用时间戳来对事务进行排序，根据时间戳来判断事务的执行顺序，确保事务按照正确的顺序读取和修改数据。

实际开发中，为了解决并发事务问题，需要根据具体情况选择适当的并发控制机制和事务隔离级别，并进行合理的设计和优化。同时，也需要进行充分的测试和验证，确保系统在高并发环境下依然能够保持数据的一致性和可靠性。

五、事务的隔离级别

并发事务隔离级别：

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
Read uncommitted（读未提交）	√	√	√
Read committed（读已提交）	×	√	√
Repeatable Read（可重复读）(默认的隔离级别)	×	×	√
Serializable（串行化）	×	×	×

• √表示在当前隔离级别下该问题会出现
• Serializable 性能最低；Read uncommitted 性能最高，数据安全性最差

注意:事务隔离级别越高，数据越安全，但是性能越低。

 查看事务隔离级别：
  SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION;
设置事务隔离级别：
  SET [ SESSION | GLOBAL ] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE };
     SESSION 是会话级别，表示只针对当前会话有效，GLOBAL 表示对所有会话有效