一、 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的ACID特性

1. 原子性（Atomicity）：事務(wù)是最小的執(zhí)行單位，不允許分割。原子性確保要么執(zhí)行完整的動作，要么就什么都不做。
2. 一致性（Consistency）：執(zhí)行事務(wù)前后數(shù)據(jù)應(yīng)該保持一致，例如轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)中，無論事務(wù)是否成功，雙方總額應(yīng)當(dāng)不變。
3. 隔離性（Isolation）：并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫時，一個用戶的事務(wù)不被其他事務(wù)所干擾，且各并發(fā)事務(wù)之間數(shù)據(jù)庫是獨(dú)立的。
4. 持久性（Durability）：一個事務(wù)被提交之后，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變是持久的，即使數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障也不應(yīng)該對其有影響。

• ACID之間的關(guān)系
  只有保證了事務(wù)的持久性、原子性和隔離性，才能保證一致性。即A、I、D是手段，C是目的。
  原子性、隔離性和持久性是數(shù)據(jù)庫的屬性，而一致性是應(yīng)用程序的屬性。

二、 并發(fā)事務(wù)帶來的問題

1. 臟讀（Dirty read）
   一個事務(wù)執(zhí)行修改數(shù)據(jù)但是在提交之前進(jìn)行數(shù)據(jù)回滾（也就是什么都沒改），而另外一個事務(wù)在數(shù)據(jù)回滾之前讀取了這個數(shù)據(jù)，即讀到了第一步修改過的數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)即為臟數(shù)據(jù)。
2. 丟失修改（Lost to modify）
   一個事務(wù)對某一數(shù)據(jù)進(jìn)行修改后，另一個事務(wù)也進(jìn)行了同樣的修改，這樣第一個事務(wù)內(nèi)的修改結(jié)果就丟失了，此為丟失修改。
3. 不可重復(fù)讀（Unrepeatable read）
   指在一個事務(wù)內(nèi)多次讀同一數(shù)據(jù)。事務(wù)A兩次讀取同一數(shù)據(jù)之間事務(wù)B對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，則事務(wù)A兩次讀取的值不同。
4. 幻讀（Phantom read）
   一個事務(wù)讀取了幾行數(shù)據(jù)，另一個事務(wù)插入了幾行數(shù)據(jù)，第一個事務(wù)再次查詢時就會發(fā)現(xiàn)一些原本不存在的記錄，此為幻讀。

三、SQL標(biāo)準(zhǔn)定義的事務(wù)隔離級別

1. 讀取未提交（Read-Uncommitted）：最低的隔離級別，允許讀取尚未提交的數(shù)據(jù)變更，可能導(dǎo)致臟讀、幻讀或不可重復(fù)讀。
2. 讀取已提交（Read-Commited）：允許讀取并發(fā)事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，可以阻止臟讀，但不可避免幻讀和不可重復(fù)讀。
3. 可重復(fù)讀（Repeatable-Read）：對同一字段的多次讀取結(jié)果一致，除非數(shù)據(jù)是被本身事務(wù)自己所修改，可以阻止臟讀和不可重復(fù)讀，幻讀仍有可能。
4. 可串行化（Serializable）：最高的隔離級別，完全服從ACID隔離級別。所有的事務(wù)依次逐個執(zhí)行，事務(wù)之間完全不會產(chǎn)生干擾。

四、 MySQL隔離級別的實(shí)現(xiàn)方法

MySQL的隔離級別基于鎖和MVCC機(jī)制(多版本并發(fā)控制)共同實(shí)現(xiàn)。

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• 版本鏈：數(shù)據(jù)表中的每行數(shù)據(jù)除了肉眼可見的數(shù)據(jù)還有幾個隱藏字段，如下所述
  db_trx_id：最近修改/插入此行數(shù)據(jù)的事務(wù)ID：記錄/創(chuàng)建這條記錄最后一次修改該記錄的事務(wù)ID；
  db_roll_ptr：回滾指針，指向這條記錄的上一個版本（存儲于rollback segment里）；
  db_row_id：隱式主鍵，若數(shù)據(jù)表沒有自定義主鍵，InnoDB會以db_row_id產(chǎn)生一個聚簇索引；
  delete_bit：刪除標(biāo)志，記錄數(shù)據(jù)被更新或刪除（并不是真的刪除，而是改變刪除標(biāo)志）
• undo日志：每次對數(shù)據(jù)庫記錄進(jìn)行改動都會生成一條undo日志，每條undo日志也有一個roll_ptr屬性，可以將此條數(shù)據(jù)對應(yīng)的所有undo日志串成一個鏈表，表示這條記錄的版本鏈。
  

對該條記錄每次進(jìn)行更新后，都會將舊值放到一條undo日志中，視為該記錄的一個舊版本，所有的版本形成一個鏈表（版本鏈），版本鏈的頭節(jié)點(diǎn)就是當(dāng)前記錄最新的值，另外，每個版本中還包含生成該版本時對應(yīng)的事務(wù)id。

• Read View（讀視圖）
  事務(wù)進(jìn)行快照讀操作的時候產(chǎn)生讀視圖，在該事務(wù)執(zhí)行快照讀的一刻，會生成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)當(dāng)前的一個快照。讀視圖記錄并維護(hù)系統(tǒng)當(dāng)前活躍事務(wù)的ID列表，表示系統(tǒng)中當(dāng)前不應(yīng)該被本事務(wù)看到的其他事務(wù)ID列表。
  讀視圖主要用于做可見性判斷，即某個事務(wù)執(zhí)行快照讀的時候，對該記錄創(chuàng)建一個讀視圖，把它比作條件用來判斷當(dāng)前事務(wù)能夠看到哪個版本的數(shù)據(jù)，既可能是當(dāng)前最新的數(shù)據(jù)，也有可能是該行記錄的undo日志中某個版本的數(shù)據(jù)。

4.2 RU（臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀都無法避免）

• 所有的讀操作不加鎖，讀到的數(shù)據(jù)都是最新的數(shù)據(jù)；
• 所有的寫操作加行級鎖，寫完釋放。

4.3 RC（不可重復(fù)讀和幻讀無法避免）和RR（無法避免幻讀）

• RC隔離級別：
  讀操作：不加鎖，每個快照讀都會生成并獲取最新的Read View，在讀取時如果該行數(shù)據(jù)被其他事務(wù)占用，則通過版本鏈和Read View找到上一個有效的歷史記錄。
  寫操作：加行級鎖。事務(wù)執(zhí)行后，會在undo日志中寫入修改記錄，更新版本鏈。

• RR隔離級別：
  讀操作：不加鎖，同一個事務(wù)中第一個快照讀才會創(chuàng)建Read View，即之后快照讀獲取的都是同一個Read View，故可以避免重復(fù)讀。
  寫操作：同RC。

4.4 串行化：讀和寫都加鎖。

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