数据库——事务

        事务是指作为一个整体被执行的一系列操作。在数据库管理系统中，事务是指一组数据库操作（如插入、更新、删除等）的逻辑单元，也就是说事务的本质是把多个操作打包成一个操作，并且它要么完全执行，要么完全不执行，而且它的完全不执行并不是真正的完全不执行，而是如果在某个操作的过程出现错误，就会将前面的操作全部回退（也称回滚），使之回到还没开始执行的状态。那么回滚是如何使它返回到未执行的状态呢？其实只是把事务中执行的每个操作都记录（通过特定的日志，记录数据库事务操作的中间过程）下来，如果需要回滚，只需按照之前的操作的逆操作来执行就行，例如前面的操作是插入数据，它的逆操作就是删除数据。它还具有以下4个特性：

        1）原子性：事务被视为一个不可分割的最小单位，要么全部执行成功，要么全部回滚到最初状态。回滚保证事务的原子性，而回滚则是通过特定的日志来保证。start transaction是事务的开始，接下来的sql语句就将是事务的操作，commit（提交事务）或 rollback（手动触发回滚）是事务的结尾，commit是全部成功，rollback是全部失败。一个事务务必要以这两个中的一个操作进行结尾。如果没有这两操作，接下来的sql语句都会被认为是这个事务的一部分。

        2）一致性：事务执行前后，数据库从一个一致的状态转换到另一个一致的状态。事务执行过程中可能会破坏一致性，但在事务结束时必须保证恢复到一致的状态。也就是事务执行前后，数据能够对的上（例如转账，一个增，一个减，并且结果相同）。通过约束和回滚来保证事务的一致性。

        3）持久性：一旦事务提交成功，其所做的修改将永久保存在数据库中，即使系统发生故障也不会丢失。

        4）隔离性：并发执行的事务之间应该相互隔离，每个事务都感觉不到其他事务的存在，以避免数据不一致或读取脏数据，并且隔离性越低，效率将会增加，数据也就越不可靠，隔离性越高，效率也就减低，数据也就越可靠。例如：

有着客户端1和客户端2，它们同时操作一个表，客户端1对表格进行查询，如果大于100，就对它进行判定，而客户端2对该表格进行加200，它们同时将事务提交给MySQL数据库，那么就会发生以下情况，先进行查询，后进行加200，然后得出判断，或者先进行加200，然后查询，在判断，这样就出现两种结果，那么这两种结果那个是可靠的呢？并且为什么会出现这种情况呢？可不可靠根据情况来看，但出现这个原因还是因为虽然这两个事务是同时提交的，但处理事务总是会有一个时间差，哪怕它在小，这就导致会出现这种情况，这就会出现错误，因为得到的结果是随机的，有的时候这个结果是正确的，但有时又是错误的。

        例子1：当老师正在批改试卷，一个同学过来看，发现他是100分，然后就走了，但老师在批改过程中，发现改错了，然后就改回来，这个同学就得到了临时的分数，不是最终的分数，等到试卷发下来后，就发现怎么与之前看到的分数不同。而这种临时的分数，也可以说是临时的数据就称为脏数据，读取临时的数据就称为脏读。那么如何解决脏读的问题呢？很简单，那就是给写操作（改试卷）加锁，写的时候不让其他人读（看分数），写完之后才让读取，这样读取的数据就是最终的数据，这就解决了脏读的问题，引入写加锁后，就提高了两个事务（一个改试卷，一个看试卷）的隔离性，减低了两个事务的并发性，降低了效率，却提高了数据的准确性。这个问题解决后，

        例子2：第二个问题又出现了，这时老师与同学们说，在我改完之后，你们不许看后，等老师改完后，同学们跑去看试卷，老师突然想到又改错了，有跑回去改了，因为只约定了改时不能看，没约定看时不能改，因此老师便在同学们看时就去修改，边看边上交，然后同学们发现，怎么看着看着分数就变了呢？那么学生就会怀疑老师的水平，这种情况肯定是非常不好的。这种问题就被称为不可重复读（在同一个读取数据的事务中，可能会涉及到多次读操作，但多个读操作得到的数据不一样）。解决这个问题就很简单，只需要再给读操作加锁就行。这样就会导致别人读到的数据就不会改变，等老师再去修改时，就不能上交结果，必须等同学读完才能上交修改结果，等同学再次去读时，就会读到修改后的数据，也就是之前同学读的是旧数据，现在同学读的是新数据。这个旧数据可不是脏数据，因为它之间可能隔了许多过程，可以认为是两个版本的数据，一个是新版本的数据，一个是旧版本的数据，就跟游戏角色增强或削弱类似。这样并发程度又进一步降低了，隔离性又提高了，效率又降低了，数据又更可靠了。

        例子3：这时第三个问题了，这时老师和同学们约定，改时不能看，读时不能改，但是因为同学们时看试卷时，老师觉得闲着也是闲着，就去帮别的老师批改试卷，并将这份试卷放在同一个位置，这时同学们就会发现怎么每次读时，都会多出几份新的试卷，这就会让同学觉得自己可能脑子不好，怎么每次都会少读取几份试卷。这种情况就称为幻读（一个数据再多出读操作过程中，虽然每次读的数据的值是相同的，但结果集不同，也就是会多出一个或几个）。既然读的时候不让老师改试卷，那么老师就再去改别班的试卷，这就导致每次读的时候会多出几分试卷。可以看出，幻读是不可重复读的特殊情况。那么如何解决幻读呢？办法只有一个，那就是彻底放弃并发执行事务，将执行事务串行化，所有事务都是一个挨着一个，不会出现在读的过程中，再去写别的或这个的情况，也就是流水线，必须先做完前一个，才能进行下一个，不能再等前一个的过程中做别的事情。而这个的并发性是最低的，隔离性是最高的，效率最低的，数据最可靠的。

        总结，在并发执行事务的过程中，可能会发生以下问题

1）脏读：读到了写数据之前的中间数据（脏数据）

2）不可重复读：在同一个读取数据的事务中，可能会涉及到多次读操作，但多个读操作得到的数据不一样

3）幻读：一个数据再多出读操作过程中，虽然每次读的数据的值是相同的，但结果集不同，也就是会多出来一个或几个

        对于这种情况，MySQL提供了4种事务的隔离级别

1）read uncommitted：允许读未提交的数据。（脏读，不可重复读，幻读的问题仍然存在，并发程度最高，效率最高，隔离性最低，数据可靠性最低）

2）read committed：允许读已提交的数据。（给写操作加锁，解决了脏读的问题，但不可重复读，幻读的问题仍然存在，并发程度降低，效率降低，隔离性增加，数据可靠性增高）

3）repeatable read：可以重复读取数据（给写操作和读操作加锁，解决了脏读，不可重复读的问题，但幻读的问题仍然存在，并发程度再次降低，效率再次降低，隔离性再次增加，数据可靠性再次增高）

4）serializable：事务彻底的串行执行，（脏读，不可重复读，幻读的问题，并发程度最低，效率最低，隔离性最高，数据可靠性最高）

        所以可以根据需求来选择使用那个隔离级别，大部分情况下，使用默认隔离级别就能够解决，而repeatable read就是默认级别。