SQL中的事务ACID

概述：

事务是由一系列语句构成的逻辑工作单元。事务和存储过程等批处理有一定程度上的相似之处，

通常都是为了完成一定业务逻辑而将一条或者多条语句“封装”起来，使它们与其他语句之间出现一个逻辑上的边界，并形成相对独立的一个工作单元。

当使用事务修改多个数据表时，如果在处理的过程中出现了某种错误，例如系统死机或突然断电等情况，则返回结果是数据全部没有被保存。

因为事务处理的结果只有两种：一种是在事务处理的过程中，如果发生了某种错误则整个事务全部回滚，使所有对数据的修改全部撤销，事务对数据库的操作是单步执行的，当遇到错误时可以随时回滚；

另一种是如果没有发生任何错误且每一步的执行都成功，则整个事务全部被提交。从而可以看出，有效地使用事务不但可以提高数据的安全性，还可以增强数据的处理效率。

MySQL 事务主要用于处理操作量大，复杂度高的数据。比如说，在人员管理系统中，你删除一个人员，你既需要删除人员的基本资料，也要删除和该人员相关的信息，如信箱，文章等等，这样，这些数据库操作语句就构成一个事务！

在 MySQL 中只有使用了 Innodb 数据库引擎的数据库或表才支持事务。
事务处理可以用来维护数据库的完整性，保证成批的 SQL 语句要么全部执行，要么全部不执行。
事务用来管理 insert,update,delete 语句

事务包含四种重要的属性，被统称为ACID（指数据库事务正确执行的四个基本要素的缩写）

包含：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。

一个支持事务（Transaction）的数据库，必须要具有这四种特性。

否则在事务过程（Transaction processing）当中无法保证数据的正确性，交易过程极可能达不到交易方的要求，一个事务必须通过ACID。

1、原子性：

整个事务中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不可能停滞在中间某个环节。

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，就像这个事务从来没有执行过一样。

2、一致性：

一个事务可以封装状态改变（除非它是一个只读的）。

事务必须始终保持系统处于一致的状态，不管在任何给定的时间并发事务有多少。

也就是说：如果事务是并发多个，系统也必须如同串行事务一样操作。

其主要特征是保护性和不变性(Preserving an Invariant)，以转账案例为例，假设有五个账户，每个账户余额是100元，那么五个账户总额是500元

如果在这个5个账户之间同时发生多个转账，无论并发多少个，比如在A与B账户之间转账5元，在C与D账户之间转账10元，在B与E之间转账15元，五个账户总额也应该还是500元，这就是保护性和不变性。

3、隔离性

隔离状态执行事务，使它们好像是系统在给定时间内执行的唯一操作。

如果有两个事务，运行在相同的时间内，执行相同的功能，事务的隔离性将确保每一事务在系统中认为只有该事务在使用系统。

这种属性有时称为串行化，为了防止事务操作间的混淆，必须串行化或序列化请求，使得在同一时间仅有一个请求用于同一数据。

4、持久性

在事务提交完成以后，该事务对数据库所做的更改便持久的保存在数据库之中，永久保存下来，并不会被回滚。

5、说明

由于一项操作通常会包含许多子操作，而这些子操作可能会因为硬件的损坏或其他因素产生问题，要正确实现ACID并不容易。

ACID建议数据库将所有需要更新以及修改的资料一次操作完毕，但实际上并不可行。

目前主要有两种方式实现ACID：第一种是Write ahead logging，也就是日志式的方式(现代数据库均基于这种方式)。第二种是Shadow paging。

相对于WAL（write ahead logging）技术，shadow paging技术实现起来比较简单，消除了写日志记录的开销恢复的速度也快(不需要redo和undo)。

shadow paging的缺点就是事务提交时要输出多个块，这使得提交的开销很大，而且以块为单位，很难应用到允许多个事务并发执行的情况——这是它致命的缺点。

WAL 的中心思想是对数据文件的修改（它们是表和索引的载体）必须是只能发生在这些修改已经记录了日志之后，也就是说，在日志记录冲刷到永久存储器之后。

如果我们遵循这个过程，那么我们就不需要在每次事务提交的时候都把数据页冲刷到磁盘，因为我们知道在出现崩溃的情况下，

我们可以用日志来恢复数据库：任何尚未附加到数据页的记录都将先从日志记录中重做（这叫向前滚动恢复，也叫做 REDO）然后那些未提交的事务做的修改将被从数据页中删除（这叫向后滚动恢复 - UNDO）。