高级java每日一道面试题-2024年9月01日-基础篇-事务的四个特性（ACID）分别是什么？

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面试官: 事务的四个特性（ACID）分别是什么？

我回答:

事务的四个特性（ACID）是经常被提及的重要概念，特别是在处理数据库操作时。ACID代表原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability），这四个特性共同保证了数据库事务的可靠性和完整性。

1. 原子性（Atomicity）

定义：原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么全部完成，要么全部不做，事务在执行过程中发生错误会被回滚（Rollback）到事务开始前的状态，就像这个事务从未执行过一样。

详解：事务的原子性确保了数据的一致性不会因为事务执行中的部分失败而被破坏。假设在一个银行转账事务中，需要从账户 A 扣除金额并存入账户 B。如果只完成了扣款但存款失败，则整个事务应回滚，恢复到事务开始前的状态。

2. 一致性（Consistency）

定义：一致性是指事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态。一致性确保了事务的执行不会破坏数据库的完整性约束（如主键约束、外键约束、唯一性约束等）。

详解：事务的一致性保证了数据库的数据在逻辑上是一致的。如果数据库在执行事务前是一致的，那么执行事务后，数据库也应该保持一致性。在银行转账的例子中，事务执行后，账户 A 和账户 B 的总余额应该保持不变。如果事务结束时，发现总余额发生了变化，那么事务就违反了一致性原则。

3. 隔离性（Isolation）

定义：隔离性是指数据库系统提供一定的隔离级别，使得事务在并发执行时的操作之间相互隔离，不会互相干扰。

详解：事务的隔离性是为了处理多个事务并发执行时可能出现的问题（如脏读、不可重复读、幻读等）。数据库系统通常提供几种隔离级别（如读未提交、读已提交、可重复读、串行化），允许开发者根据具体需求选择合适的隔离级别来平衡数据的一致性和系统的并发性。

隔离级别：为了实现不同程度的隔离性，数据库系统提供了不同的隔离级别，包括：

• Read Uncommitted（未提交读）：最低级别的隔离性，允许读取未提交的数据，可能导致脏读。
• Read Committed（已提交读）：只能读取已提交的数据，避免了脏读，但仍然可能出现不可重复读。
• Repeatable Read（可重复读）：保证事务多次读取同一数据时结果一致，避免了不可重复读，但仍然可能出现幻读。
• Serializable（序列化）：最高级别的隔离性，完全避免了脏读、不可重复读和幻读，但可能导致性能降低。

4. 持久性（Durability）

定义：持久性是指一旦事务被提交，它对数据库的修改就是永久性的，即使发生系统崩溃或数据库故障，修改的数据也不会丢失。

详解：事务的持久性确保了数据的可靠性。一旦事务被提交，所做的修改就会被永久地保存到数据库中，即使系统发生故障，数据库也能通过恢复机制来恢复数据到事务提交时的状态。这是通过日志记录（如 Redo 日志和 Undo 日志）来实现的。

总结

事务的 ACID 特性是数据库系统设计的重要原则，确保了数据处理的可靠性、一致性和安全性。理解这些特性有助于更好地设计和实现事务处理机制，特别是在高并发和分布式环境下，这些特性显得尤为重要。