数据库面试题：说说数据库事务
前言
上一篇说了如何查看MySQL的执行计划，今天就来看一下数据库的事务相关的知识点。
面试官在数据库这方面最常问的除了sql优化，还有数据库事务、存储引擎等相关知识。上期有人说没有自动门，所以这一期我特地造了自动门，这门没有四五块造不下来。
注意：只是CRUD的搬砖工就不需要看了，看了也忘了，只需要拉到最后，点赞、在看、分享，一键三连然后收藏起来就行了。
什么是事务
事务是指是程序中一系列严密的逻辑操作，而且所有操作必须全部成功完成，否则在每个操作中所作的所有更改都会被撤消。
通俗点说就是要么一起活，要么一起死。
事务特性
事务特性就是普通都知道的ACID，那么什么是ACID，估计有些货跟我之前一样，只知道这个词，不知道每个字母代表的是什么，这次就给翻译翻译什么叫TMD惊喜（不，说错了，是字母），我还特地下了一个有道词典，浪费了几十M的流量。
A：Atomicity原子性
所谓原子性就是说事务是一个最小的单元，跟原子一样不可再分割。一个事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败，通过WAL（Write Ahead Log）实现。（HBASE也应用了这个技术）
I：Isolation隔离性
一个事务在操作还未结束之前，对其他事务是不可见的，即一个事务内部的操作及使用的数据对其他的并发事务是隔离的。锁和多版本控制就符合隔离性。
类似与现在的共享文档：我在编辑文档未保存之前其他人是不可见的。
D：Durability持久性
一旦事务提交，其所做的修改就会永久保存到数据库中。
人也要学会持久，老子没开车。比如健身，深蹲蹲一半怎么行。
C：Consistency一致性
数据库总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态，也就是说在某个时间是A，另一个时间是B。
所有事务对一个数据的读取结果都是相同的，这是由原子性、隔离性、持久性共同保证的结果。
数据的完整性是通过其他三个特性来保证的，包括原子性、隔离性、持久性，而这三个特性，又是通过 Redo/Undo 来保证的，为了保证数据的完整性，提出来三个特性，这三个特性又是由同一个技术来实现的，所以理解 Redo/Undo 才能理解数据库的本质。
隔离级别
READ UNCOMMITTED 未提交读
事务所做的修改，即使未提交，对其他事务也是可见的。事务可以读取未提交的数据，也称为脏读。
也就是说能看见另一个人正在编辑的内容是什么，毫无隐私可言。
READ COMMITTED 提交读，也称不可重复读
一个事务从开始直到提交之前，所作的修改对其他事务是不可见的。也称为不可重复读，因为执行多次一样的查询，可能得到不一样的结果。
跟未提交读正好相反，我只有保存了文档，你才能看得见。
REPEATABLE READ 可重复读
同一个事务中多次读取同样的记录的结果是一样的。可能导致幻读，在多次读取间隙中，可能有其它事务插入新的记录，就会出现幻读。
SERIALIZABLE 可串行化
最高隔离级别，强制事务串行执行，避免了幻读的问题。
也就是事务必须一个一个排队执行，没有插队的情况。
并发事务问题
脏读：
一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务完成并提交前，这条记录的数据就处于不一致状态；这时，另一个事务也来读取同一条记录，如果不加控制，第二个事务读取了这些“脏”数据，并据此做进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象的叫作"脏读"（Dirty Reads）。
所谓脏读，就是说我没提交别人都能看得到事务，那么后面我删除掉编辑的内容的话他没看，别人还是以为我编辑了内容。
不可重复读
一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了！这种现象就叫作“ 不可重复读”（Non-Repeatable Reads）。
幻读
一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据，这种现象就称为“幻读”（Phantom Reads）。
「注意」
不可重复读和幻读看起来很像，其实是有差别的。
不可重复读重点在于 UPDATA 和 DELETE，而幻读的重点在于 INSERT
MVVC多版本控制
MVCC（Multi-Version Concurrency Control），行级锁的一个变种，在很多情况下避免了加锁操作，开销更低。
通过保存数据在某个时间点的快照来实现。即是不管执行多长时间，每个事务看到的数据都是一致的。
根据事务开始时间不同，每个事务对同一张表，同一时刻看到的数据可能是不一样的。
其实就是在高并发的访问状态下，对数据进行多版本控制，并通过事务的可见性来保证事务能看到自己应该看到的数据版本。
「那个多版本是如何生成的呢？」
每一次对数据库的修改，都会在 Undo 日志中记录当前修改记录的事务号及修改前数据状态的存储地址（即 ROLL_PTR），以便在必要的时候可以回滚到老的数据版本。
InnoDB的MVCC，是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的。两列，一个保存了行的创建时间，一个保存了行的过期时间（或删除时间），存储的并不是实际的时间值，而是系统版本号。每开始一个事务，系统版本号都会自动递增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号，用来和查询到的每行记录的版本号进行比较。
MySQL 的 InnoDB 存储引擎实现隔离级别的一种具体方式，用于实现「提交读」和「可重复读」这两种隔离级别。而未提交读隔离级别总是读取最新的数据行，无需使用 MVCC。可串行化隔离级别需要对所有读取的行都加锁，单纯使用 MVCC 无法实现。
快照读与当前读
在 MVCC 并发控制中，读操作可以分为两类: 快照读（Snapshot Read）与当前读 （Current Read）。
「快照读」：读取的是记录的可见版本（有可能是历史版本），不用加锁。
「当前读」：读取的是记录的最新版本，并且当前读返回的记录，都会加锁，保证其他事务不会再并发修改这条记录。
注意：MVCC 只在 Read Commited 和 Repeatable Read 两种隔离级别下工作。
「如何区分快照读和当前读呢？」
快照读：简单的 select 操作，属于快照读，不需要加锁。
当前读：特殊的读操作，插入/更新/删除操作，属于当前读，需要加锁。
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