事务的基本特性和隔离级别

事务4大特性(ACID)：原子性、一致性、隔离性、持久性

• 原子性（Atomicity）：事务是不可分割的工作单元，要么全部执行成功，要么全部失败。如果事务中的任何一个操作失败，整个事务会被回滚，以确保数据的一致性。原子性保证了事务的完整性。
• 一致性（Consistency）：事务在执行前和执行后，数据库必须保持一致状态。这意味着事务将数据库从一个一致状态转变为另一个一致状态。如果一个事务执行过程中发生错误，数据库将被回滚到事务开始前的状态。
• 隔离性（Isolation）：隔离性确保多个事务可以并发执行，而不会相互干扰。每个事务都应该感觉就像它是唯一运行的，即使在多个事务并发执行的情况下。隔离级别控制了不同事务之间的可见性。
• 持久性（Durability）：一旦事务提交，其对数据库所做的更改应该是永久性的，即使系统崩溃或重启，更改也不应丢失。数据库系统通常将事务的更改记录到持久性存储介质，如磁盘，以确保持久性。

隔离级别是事务隔离性的四种级别，从低到高，依次为：

• 读未提交（Read Uncommitted）：允许一个事务可以读取另一个事务未提交的数据。这是最低级别的隔离，可能会导致脏读、不可重复读和幻读。

DROP TABLE test;
CREATE TABLE test (id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(20), balance INT);
INSERT INTO test VALUES (1, 'Alice', 1000);

• 事务A修改balance并且不提交事务，事务B读取balance值为900；
• 如果此时事务A回滚数据，事务B读取balance值为1000（脏读）；

# 事务A
set tx_isolation = 'read-uncommitted';
BEGIN;
UPDATE test SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;

# @1
rollback
COMMIT;

# 事务B
set tx_isolation = 'read-uncommitted';
BEGIN;
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;

# @1:rollback后
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;
commit;

• 读已提交（Read Committed）：一个事务只能读取已经提交的数据。这可以避免脏读，但仍然允许不可重复读和幻读。
• 事务A修改balance并且不提交事务，事务B读取balance为1000；当事务A提交后，事务B读取balance值为900；
• 再重新开启事务A修改balance并提交事务，事务B中在读取balance值为800(整个过程事务B都不提交)（不可重复读）；

update test set balance = 1000 where id = 1;
# 事务A
set tx_isolation = 'read-committed';
BEGIN;
UPDATE test SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;
COMMIT;

# @2：再次修改balance并提交事务
BEGIN;
UPDATE test SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;
COMMIT;

# 事务B
set tx_isolation = 'read-committed';
BEGIN;
# 事务A提交前
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;

# 事务A提交后
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;

# @2：再次查询balance
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;
commit;

• 可重复读（Repeatable Read）：一个事务在其生命周期内看到的数据保持一致。这可以避免脏读和不可重复读，但仍然允许幻读。
• 事务A修改balance并且不提交事务，事务B读取balance为1000；当事务A提交后，事务B读取balance值为1000；
• 开启事务A修改balance并提交事务，事务B中在读取balance值为1000（可重复读）(整个过程事务B都不提交)；
• 开启事务A插入为2的记录，事务B无法读取到2的记录，此时修改id为2balance+1000，可以修改成功，重新读取为2的记录balance为3000（幻读）(整个过程事务B都不提交)

update test set balance = 1000 where id = 1;
# 事务A
set tx_isolation = 'repeatable-read';
BEGIN;
UPDATE test SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;
COMMIT;

# @1:再次修改balance
BEGIN;
UPDATE test SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;
COMMIT;

# @2:插入id:2记录
BEGIN;
INSERT INTO test VALUES (2, 'Alice2', 2000);
COMMIT;

# 事务B
set tx_isolation = 'repeatable-read';
BEGIN;
# 事务A提交前
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;

# 事务A提交后
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;

# @1:再次查询balance
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;

# @2:查询id:2的记录
SELECT balance FROM test WHERE id = 2;

# 修改id:2的balance，修改成功
update test set balance = balance + 1000 where id = 2;

# 查询id:2的记录
SELECT balance FROM test WHERE id = 2;
commit;

• 串行化（Serializable）：最高级别的隔离，要求事务按顺序运行，彼此不会相互干扰。这可以避免脏读、不可重复读和幻读，但可能会导致性能下降，因为事务必须按顺序执行。

update test set balance = 1000 where id = 1;
# 事务A
set tx_isolation = 'serializable';
BEGIN;
UPDATE test SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
COMMIT;

# 事务B
set tx_isolation = 'serializable';
BEGIN;
SELECT balance FROM test WHERE id = 1;
commit;