操作数据库你不得不知道的|操作数据库你不得不知道的 事务 理念

无论是 iOS操作DB、还是 SpringBoot中Service操作Mybatis,都需要涉及到 事务 的概念,如果你在新增一个 DB 增删改 的接口时,没有考虑到事务,那么你新增的接口一定是有问题的。
理解事务 事务是指对系统进行的一组操作,为了保证系统的完整性,事务需要具有ACID特性,具体如下:
1. 原子性(Atomic)
一个事务包含多个操作,这些操作要么全部执行,要么全都不执行。实现事务的原子性,要支持回滚操作,在某个操作失败后,回滚到事务执行之前的状态。
回滚实际上是一个比较高层抽象的概念,大多数DB在实现事务时,是在事务操作的数据快照上进行的(比如,MVCC),并不修改实际的数据,如果有错并不会提交,所以很自然的支持回滚。
【操作数据库你不得不知道的|操作数据库你不得不知道的 事务 理念】而在其他支持简单事务的系统中,不会在快照上更新,而直接操作实际数据。可以先预演一边所有要执行的操作,如果失败则这些操作不会被执行,通过这种方式很简单的实现了原子性。
2. 一致性(Consistency)
一致性是指事务使得系统从一个一致的状态转换到另一个一致状态。事务的一致性决定了一个系统设计和实现的复杂度。事务可以不同程度的一致性:

  • 强一致性:读操作可以立即读到提交的更新操作。
  • 弱一致性:提交的更新操作,不一定立即会被读操作读到,此种情况会存在一个不一致窗口,指的是读操作可以读到最新值的一段时间。
  • 最终一致性:是弱一致性的特例。事务更新一份数据,最终一致性保证在没有其他事务更新同样的值的话,最终所有的事务都会读到之前事务更新的最新值。如果没有错误发生,不一致窗口的大小依赖于:通信延迟,系统负载等。
其他一致性变体还有:
  • 单调一致性:如果一个进程已经读到一个值,那么后续不会读到更早的值。
  • 会话一致性:保证客户端和服务器交互的会话过程中,读操作可以读到更新操作后的最新值。
3. 隔离性(Isolation)
并发事务之间互相影响的程度,比如一个事务会不会读取到另一个未提交的事务修改的数据。在事务并发操作时,可能出现的问题有:
  • 脏读:事务A修改了一个数据,但未提交,事务B读到了事务A未提交的更新结果,如果事务A提交失败,事务B读到的就是脏数据。
  • 不可重复读:在同一个事务中,对于同一份数据读取到的结果不一致。比如,事务B在事务A提交前读到的结果,和提交后读到的结果可能不同。 不可重复读出现的原因就是事务并发修改记录,要避免这种情况,最简单的方法就是对要修改的记录加锁,这回导致锁竞争加剧,影响性能。另一种方法是通过MVCC可以在无锁的情况下,避免不可重复读。
  • 幻读:在同一个事务中,同一个查询多次返回的结果不一致。事务A新增了一条记录,事务B在事务A提交前后各执行了一次查询操作,发现后一次比前一次多了一条记录。 幻读是由于并发事务增加记录导致的,这个不能像不可重复读通过记录加锁解决,因为对于新增的记录根本无法加锁。需要将事务串行化,才能避免幻读。
事务的隔离级别从低到高有:
  • Read Uncommitted:最低的隔离级别,什么都不需要做,一个事务可以读到另一个事务未提交的结果。所有的并发事务问题都会发生。
  • Read Committed:只有在事务提交后,其更新结果才会被其他事务看见。 可以解决脏读问题。
  • Repeated Read:在一个事务中,对于同一份数据的读取结果总是相同的,无论是否有其他事务对这份数据进行操作,以及这个事务是否提交。 可以解决脏读、不可重复读。
  • Serialization:事务串行化执行,隔离级别最高,牺牲了系统的并发性。 可以解决并发事务的所有问题。
通常,在工程实践中,为了性能的考虑会对隔离性进行折中。
4. 持久性(Durability)
事务提交后,对系统的影响是永久的。
示例 举一个近期开发过程中遇到的例子:
收藏音乐的业务,有一个 songID(音乐id) 和 localId(收藏生成的id)在我们收藏一首音乐时: >> 步骤1:首先需要将 songId 和 localId 的映射关系存到 映射DB >> 步骤2:接着才能将 音乐 存到收藏业务里。如果步骤1失败了,那就一定不能执行步骤2,同理,如果步骤2失败了,也要同步回滚掉步骤1的数据。也就是说:整个收藏业务一定是 事务型的。

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