1. 什么是数据库事务

1.1 事务的应用场景

电商平台中例如常见的下单流程，会同时操作订单表，库存表等，有时候这些操作要在一个事务里面完成。还有金融系统业务的银行转账，需要保证一个账户增加另一个账户减少，这两个动作 一定是成功或者同时失败的。

1.2 事务的定义

维基百科定义：数据库事务(简称：事务)是数据库管理系统执行过程中的一个逻辑单位，由一个有限的数据库操作序列构成。

1.3 哪些存储引擎支持数据库事务

InnoDB

1.4 事务的四大特性

原子性(Automicity)

我们对数据库的一系列操作要么都成功要么都失败，如果其中有哪一步出现就需要回滚。undo log就是实现这一操作，里面记录了数据修改之前的值(逻辑日志)，一旦发现异常就可以使用undo log实现回滚

一致性(Consistency)

事务前后的操作都是合法的正确状态，例如转账，转账前和转账后金额保持一致，能量守恒状态。

隔离性 (Isolation)

多个事务操作同一张表或者同一行数据，互不干扰。

持久性 (Durability)

对数据的操作，只要提交成功了，那么结果就是永久的，不会因为系统宕机或者重启数据库导致恢复到原来的状态。其使用redo log来实现，在操作数据时候会写到内存buffer pool在记录到redo log，如果刷新到磁盘异常，重启之后就重新读取redo log的内容，写入磁盘。

原子性，隔离性，持久性，最后都是为了实现一致性。

1.5 并发带来的问题

脏读

现在有两个事务，事务A查询id=1的数据，返回 name为张三。这是事务B开启事务事务，修改id = 1的name为李四，这时候事务A中再次读取id =1的数据，得到name =李四，然而事务B并未提交事务，这时候若是B事务回滚，那么A事务得到的就是脏数据。

2. 不可重复读

同样是两个事务，事务A查询到id=1的数据，返回name为张三

，这是事务B对id =1的数据进行修改，name改成李四，然后提交事务，这时候事务A再次读id= 1的数据，此时的name也变为李四。这种在一个事务多次读取同一数据，由于其他事务修改数据造成前后不一致的问题叫做不可重复读

3. 幻读

事务A对age>18的数据进行查找，只发现了一条，这时候事务B插入了一条年龄等于30的数据，事务A里面又执行了一次范围查询，结果发现多处一条数据。这种在一个事务里面多次执行查询操作，由于其他事务插入数据造成的前后数据不一致的问题，被叫做幻读取

不可重复读的和幻读很容易混淆，不可重复读侧重于修改，幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行，解决幻读需要锁表

1.6 隔离级别及解决的问题

2. 并发事务解决方案

脏读、不可重复读和幻读都是数据库读一致性问题，需要由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。

2.1 LBCC (Lock Based Concurrency Control)

基于锁的并发控制，在读取数据的时候对数据进行锁定，不允许其他事务修改。

2.2 MVCC (Multi Version Concurrency Control)

多版本并发控制，在修改数据的时候，给它建立一个快照，后面的事务来的时候就读取这个快照。

InnoDB为每行记录除了提供ROWID外还提供了两个隐藏字段：

DB_TRX_ID，6个字节：插入或更新行的事务ID，事务编号是自动递增的(我们把它理解为创建版本号，在数据新增或者修改为新数据的时候，记录当前事务 ID)

DB_ROLL_PTR，7字节：每次对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把旧的版本写入到undo日志中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，可以通过它来找到该记录修改前的信息(我们把它理解为删除版本号，数据被删除或记录为旧数据的时候，记录当前事务 ID

undo log：每次对记录进行更新后，都会将旧值放在一个undo日志中，随着更新次数增多，所有版本都会被roll_point属性连接成一个链表，我们称之为版本链，版本链的头结点就是当前记录的新值。另外，每个版本中还包含生成该版本时事务id

ReadView：出现在RC和RR隔离级别下，RC下，每次读取都会生成ReadView，RR只会读取一次，它用于记录当前事务版本，活跃在系统读写的事务等

下面我们通过一个示例来了解MVCC

首先第一个事务初始化数据

begin

insert into test values('1', '张三')

insert into test values('2', '李四')

commit

复制代码

创建版本是当前事务id，删除版本为空

idname创建版本删除版本1张三1undefined

2李四1undefined

第二个事务，执行第1次查询，读取到两条原始数据，这个时候事务 ID 是 2：

begin;

select * from test (1);

复制代码

第三个事务，插入数据

begin;

insert into test values('3', '王五');

commit;

复制代码

此时的数据，多了一条王五，它的创建版本号是当前事务编号，3：

idname创建版本删除版本1张三1undefined

2李四1undefined

3王五3undefined

第二个事务执行第二次查询

begin;

select * from test (2);

复制代码

MVCC 的查找规则：只能查找创建时间小于等于当前事务 ID 的数据，和删除时间大于当前事务 ID 的行(或未删除)。

也就是不能查到在我的事务开始之后插入的数据，王五的创建 ID 大于 2，所以还是只能查到两条数据。

第四个事务删除数据，删除id =2的李四这条数据

begin;

delete from test where id =2;

commit

复制代码

此时的数据，jack的删除版本被记录为当前事务ID，4，其他数据不变

idname创建版本删除版本1张三1undefined

2李四14

3王五3undefined

在第二个事务中，执行第 3 次查询：

begin;

select * from test (3);

复制代码

查找规则：只能查找创建时间小于等于当前事务ID的数据，和删除时间大于当前事务ID的行(或未删除)。也就是，在我事务开始之后删除的数据，所以李四依然可以查出来。所以还是这两条数据。

第五个事务，执行更新操作，这个事务事务 ID 是 5：

begin;

update test set name = '赵六' where ud =1

commit

复制代码

此时的数据，更新数据的时候，旧数据的删除版本被记录为当前事务 ID 5，产生了一条新数据，创建 ID 为当前事务 ID 5：

idname创建版本删除版本1张三15

2李四14

3王五3undefined

1赵六5undefined

第二个事务，执行第 4 次查询：

begin;

select * from test (3);

复制代码

因为更新后的数据赵六创建版本大于2，代表是在事务之后增加的，查不出来。而旧数据李四的删除版本大于2，代表是在事务之后删除的，可以查出来。

通过以上演示我们能看到，通过版本号的控制，无论其他事务是插入、修改、删除，第一个事务查询到的数据都没有变化。