引言：SQL中的事務(wù)

想象一下一個(gè)使用SQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)的銀行系統(tǒng)。用戶A想將一些錢存入用戶B的賬戶。如果他們發(fā)送了錢，我們從他們的賬戶余額中扣除了這筆錢，并且我們想要將這筆錢存入用戶B的賬戶，但突然間我們的數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰了。

這是否意味著我們從用戶A的余額中扣除的錢消失了？嗯，并不是在SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，因?yàn)樗鼈兪褂肧QL事務(wù)來處理這些情況。

事務(wù)和ACID屬性

事務(wù)是一系列作為單一原子單元執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)SQL操作。其目的是確保數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)一致性。事務(wù)具有以下屬性，通常被稱為ACID屬性的首字母縮寫：

• 原子性(Atomicity)： 整個(gè)事務(wù)被視為單個(gè)單元，要么完全成功，要么完全失敗。
• 一致性(Consistency)： 事務(wù)將數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)有效狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一個(gè)有效狀態(tài)，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的不變性。
• 隔離性(Isolation)： 并發(fā)事務(wù)的修改在它們提交之前被隔離開來。
• 持久性(Durability)： 一旦事務(wù)已經(jīng)提交，即使系統(tǒng)發(fā)生故障，它也將保持提交狀態(tài)。

SQL事務(wù)中的關(guān)鍵命令

我們使用 BEGIN TRANSACTION 關(guān)鍵字標(biāo)記SQL事務(wù)的開始。

為了保存事務(wù)中進(jìn)行的所有更改，我們將更改 COMMIT 到數(shù)據(jù)庫(kù)。

如果在事務(wù)中發(fā)生了錯(cuò)誤，我們可以使用 ROLLBACK 命令回滾事務(wù)中進(jìn)行的所有更改，將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到事務(wù)開始時(shí)的狀態(tài)。

示例：

讓我們回到我們簡(jiǎn)單的銀行應(yīng)用程序示例，其中您需要從賬戶A轉(zhuǎn)賬100美元到賬戶B。這涉及兩個(gè)步驟：

• 從賬戶A的余額中扣除金額
• 將其添加到賬戶B中

為了使事務(wù)成功，必須完成這兩個(gè)步驟。下面是如何將其寫為SQL事務(wù)的示例：

BEGIN TRANSACTION;

-- 扣除賬戶A的余額100美元
UPDATE Accounts
SET balance = balance - 100
WHERE account_id = 'A';

-- 檢查賬戶A是否有足夠的余額，如果沒有就回滾
IF @@ROWCOUNT = 0
    ROLLBACK;

-- 將100美元添加到賬戶B的余額
UPDATE Accounts
SET balance = balance + 100
WHERE account_id = 'B';

-- 如果一切正常，則提交事務(wù)
COMMIT;

此事務(wù)執(zhí)行以下操作：

• 啟動(dòng)事務(wù) 以確保以下操作是單個(gè)原子過程的一部分。
• 從賬戶A中扣除100美元： 假設(shè)有一個(gè)名為 accounts 的表，其中包含列 account_id 和 balance。
• 檢查賬戶A是否有足夠的資金： 如果賬戶A沒有足夠的錢，使用 ROLLBACK TRANSACTION 回滾事務(wù)，取消所有更改。
• 將100美元添加到賬戶B中： 如果賬戶A有足夠的錢，就向賬戶B添加100美元。
• 提交事務(wù)： 如果兩次更新都成功，則執(zhí)行 COMMIT TRANSACTION 命令，將在此事務(wù)期間進(jìn)行的更改永久應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫(kù)。

這確保了要么兩個(gè)賬戶都適當(dāng)?shù)馗?，要么在任何一點(diǎn)出現(xiàn)問題時(shí)都不應(yīng)用任何更改，從而保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。

SQL事務(wù)的隔離層級(jí)

數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的隔離級(jí)別確定事務(wù)的完整性如何維護(hù)以及在多大程度上每個(gè)事務(wù)與其他事務(wù)隔離。

SQL標(biāo)準(zhǔn)定義了四個(gè)隔離級(jí)別，它們?cè)谝恢滦院托阅苤g進(jìn)行權(quán)衡。

(1) 讀未提交(Read Uncommitted)

• 描述： 隔離級(jí)別最低。事務(wù)甚至可以看到其他事務(wù)尚未提交的更改。
• 對(duì)示例的影響： 在轉(zhuǎn)賬過程中，如果另一個(gè)事務(wù)正在更新賬戶A或B的余額，這個(gè)事務(wù)可能讀取這些尚未提交的值。這可能導(dǎo)致看到一個(gè)實(shí)際上并不存在的余額(如果其他事務(wù)失敗并回滾)。

(2) 讀提交(Read Committed)

• 描述： 確保事務(wù)只能讀取已提交的數(shù)據(jù)。
• 對(duì)示例的影響： 通過確保只讀取已提交的賬戶A和B余額，避免了“讀未提交”的問題。然而，在事務(wù)內(nèi)多次讀取余額時(shí)，如果其他事務(wù)正在修改數(shù)據(jù)，它可能看到不同的值(不可重復(fù)讀)。

(3) 可重復(fù)讀(Repeatable Read)

• 描述： 確保如果事務(wù)第二次讀取數(shù)據(jù)，它將找到相同的數(shù)據(jù)值(避免不可重復(fù)讀)。
• 對(duì)示例的影響： 這個(gè)級(jí)別防止事務(wù)在事務(wù)內(nèi)多次讀取相同數(shù)據(jù)時(shí)看到其他事務(wù)所做的更改。在余額檢查和更新操作期間，它有助于保持一致的讀取結(jié)果。然而，它可能不會(huì)阻止幻讀(其他事務(wù)添加的新行)。

(4) 可序列化(Serializable)

• 描述： 最高級(jí)別的隔離。事務(wù)完全與其他事務(wù)隔離，就像它們是串行執(zhí)行的一樣。
• 對(duì)示例的影響： 這確保完全隔離。沒有其他事務(wù)可以干擾轉(zhuǎn)賬過程。它阻止所有并發(fā)問題(臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀)，但以減少并發(fā)性和可能引起鎖定的性能問題為代價(jià)。

使用不同的隔離級(jí)別，可能會(huì)發(fā)生幾種現(xiàn)象，比如臟讀、不可重復(fù)讀或幻讀。讓我們看看這些術(shù)語(yǔ)的含義.

臟讀

臟讀發(fā)生在一個(gè)事務(wù)讀取由并發(fā)未提交事務(wù)寫入的數(shù)據(jù)時(shí)。因此，如果其他事務(wù)回滾，第一個(gè)事務(wù)將讀取從未正式提交到數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。

示例：

• 事務(wù)1開始并從賬戶A轉(zhuǎn)賬100美元到賬戶B。
• 在事務(wù)1提交之前，事務(wù)2開始并讀取賬戶A的余額。
• 如果事務(wù)1失敗并回滾，事務(wù)2已讀取一個(gè)從未正式提交的余額。

不可重復(fù)讀（讀未提交）

當(dāng)事務(wù)在其過程中兩次檢索同一行時(shí)，并且兩次讀取之間行內(nèi)的值發(fā)生更改時(shí)，就會(huì)發(fā)生不可重復(fù)讀。實(shí)質(zhì)上，另一個(gè)事務(wù)在兩次讀取之間修改了該行。

示例：

• 事務(wù)1開始并讀取賬戶A的余額。
• 事務(wù)2從賬戶A轉(zhuǎn)賬100美元到賬戶B并提交。
• 事務(wù)1再次讀取賬戶A的余額，并看到與之前不同的余額。

幻讀

幻讀發(fā)生在一個(gè)事務(wù)期間，另一個(gè)事務(wù)通過添加（或刪除）行到正在讀取的記錄中來更改數(shù)據(jù)。這意味著事務(wù)中的后續(xù)讀取可能返回包含新添加行的一組行，或者不包括原始讀取的已刪除行。

示例：

• 事務(wù)1開始查詢賬戶A的交易數(shù)量。
• 事務(wù)2為賬戶A插入了一條新的交易記錄并提交。
• 事務(wù)1再次查詢賬戶A的交易數(shù)量，發(fā)現(xiàn)比之前多出了一些交易。

顯然，更高的隔離級(jí)別減少了可能發(fā)生的現(xiàn)象類型，但以減少并發(fā)性和潛在的性能影響為代價(jià)。