事务

2024 年 1 月字节后端实习面试：说说对 ACID 的理解？

什么是事务？

事务（Transaction）是数据库管理系统中一个执行单元（unit of work），它由一系列的操作（例如读取数据、插入、更新或删除数据等）组成，这些操作要么全部成功执行，要么全部回滚（撤销）到事务开始时的状态，以保持数据的一致性和完整性。

四个基本特性

ACID

1. 原子性（Atomicity）：事务中的所有操作要么全部成功执行，要么全部回滚，没有中间状态。如果事务执行失败，系统会自动回滚到事务开始前的状态，以保持数据的完整性，不会出现部分更新或损坏的数据。
2. 一致性（Consistency）：事务的执行不能破坏数据库的完整性规则和约束条件。在事务开始前和结束后，数据库的状态必须保持一致。
3. 隔离性（Isolation）：并发执行的多个事务之间应该是相互隔离的，一个事务的操作不应该受其他事务的干扰。确保事务之间的执行顺序不会导致数据混乱或冲突。
4. 持久性（Durability）：一旦事务完成并提交，其对数据库所做的更改应该是永久性的，即使系统发生故障，也应该能够恢复事务对数据库所做的更改

• 原子性：通过 undo log 实现的
• 持久性：通过 redo log 实现的
• 隔离性：通过锁机制和 MVCC（多版本并发控制） 来共同实现的
• 一致性是通过上面的三种来保证的

四个隔离级别

并发事务引发的问题：脏读、不可重复读、幻读

注：Oracle默认的隔离级别是读提交，MySQL（Innodb）是可重复读

名称解释

脏读：读到了其他事务未提交的数据

不可重复度：相同的数据前后读两次，数据内容不一致

幻读：读一个范围的数据，前后读两次，记录条数不一致

MVCC

介绍

MVCC，即Multi-Version Concurrency Control （多版本并发控制）。它是一种并发控制的方法，一般在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问，在编程语言中实现事务内存。

基本思想：是一种乐观锁的思想

1. 多个版本：每个事务在开始时都会看到数据的一个“快照”。这个快照是数据在该事务开始时的一个版本。因此，即使其他事务正在修改数据，当前事务也不会看到这些修改。
2. 并发控制：通过确保事务只能看到它开始时的数据版本来实现。这样，读操作和写操作就不会相互阻塞

优点：

1. 高并发：由于读操作不需要等待写操作完成，写操作也不需要等待读操作完成，因此 MVCC 可以显著提高数据库的并发性能。
2. 一致性读：即使在事务执行过程中，数据被其他事务修改，当前事务仍然可以读取到它开始时的数据版本，从而保证了一致性。

缺点：

1. 空间开销：由于需要保存数据的多个版本，所以可能会有一定的空间开销。
2. 复杂性：实现 MVCC 需要考虑很多细节，如何管理旧版本的数据、何时删除它们等，这增加了数据库系统的复杂性。

原理

MVCC的目的就是多版本并发控制，在数据库中的实现，就是为了解决读写冲突，它的实现原理主要是依赖记录中的 3个隐式字段，undo日志 ，Read View 来实现的。