什么是數(shù)據(jù)庫事務(wù)

數(shù)據(jù)庫事務(wù)是對各種數(shù)據(jù)項進(jìn)行訪問和潛在操作的數(shù)據(jù)庫操作序列，必須要么全部執(zhí)行，要么全部不執(zhí)行，在邏輯上構(gòu)成一個不可分割的工作單元。事務(wù)包括從事務(wù)開始到事務(wù)結(jié)束期間執(zhí)行的所有數(shù)據(jù)庫操作。

并非所有對數(shù)據(jù)庫的操作序列都是數(shù)據(jù)庫事務(wù)。事務(wù)應(yīng)該具備四個核心屬性，即ACID特性：

• 原子性（Atomicity）：事務(wù)作為一個原子單元執(zhí)行，包含的數(shù)據(jù)庫操作要么全部執(zhí)行成功，要么全部回滾，保證數(shù)據(jù)的完整性。
• 一致性（Consistency）：事務(wù)應(yīng)當(dāng)確保數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)從一個一致狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€一致狀態(tài)，即在事務(wù)執(zhí)行前后，數(shù)據(jù)滿足完整性約束。
• 隔離性（Isolation）：在多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時，每個事務(wù)的操作應(yīng)當(dāng)與其他事務(wù)相互隔離，互不干擾。
• 持久性（Durability）：一旦事務(wù)提交，對數(shù)據(jù)庫的修改應(yīng)當(dāng)永久保存在數(shù)據(jù)庫中，即使系統(tǒng)發(fā)生故障也不會丟失。

這些屬性共同確保了數(shù)據(jù)庫事務(wù)的可靠性、一致性和持續(xù)性，從而保證了數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性。

通過一個常見的“A賬戶向B賬戶匯款”的例子來說明數(shù)據(jù)庫事務(wù)如何確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性：

1. 讀取A賬戶余額（500）。
2. 扣除A賬戶金額（500-100）。
3. 更新A賬戶余額（400）。
4. 讀取B賬戶余額（500）。
5. 向B賬戶加款（500+100）。
6. 更新B賬戶余額（600）。

原子性：若在第五步時B賬戶不可用，必須回滾至事務(wù)開始前的狀態(tài)，確保所有步驟要么全部執(zhí)行，要么全部不執(zhí)行。

一致性：轉(zhuǎn)賬前后，A和B賬戶總金額應(yīng)保持不變，確保數(shù)據(jù)一致性，不會出現(xiàn)負(fù)數(shù)余額等異常情況。

隔離性：A向B轉(zhuǎn)賬過程中，其他事務(wù)對A和B賬戶的查詢不應(yīng)受到影響，各事務(wù)應(yīng)相互獨(dú)立。同時，若同時有C向B轉(zhuǎn)賬的操作，最終B賬戶的金額應(yīng)該是A轉(zhuǎn)給B的金額加上C轉(zhuǎn)給B的金額再加上原有金額。

持久性：一旦成功轉(zhuǎn)賬（事務(wù)提交），A和B賬戶金額就會真正發(fā)生變化并持久保存至數(shù)據(jù)庫，即數(shù)據(jù)寫入后具有持久性。

更新事務(wù)的實際流程

一次InnoDB的update操作是一個涉及多個關(guān)鍵組件的復(fù)雜過程，具體步驟如下：

1. Buffer Pool緩存數(shù)據(jù)讀?。菏紫葯z查記錄是否在內(nèi)存中，若不在，則從磁盤讀取相關(guān)頁到Buffer Pool中。
2. 記錄Undo Log：在進(jìn)行修改之前，InnoDB會將修改前的數(shù)據(jù)記錄在Undo Log中。Undo Log的作用在于確保事務(wù)的原子性和一致性，以便在需要時將操作回滾到修改前的狀態(tài)。
3. 更新Buffer Pool：執(zhí)行update語句時，InnoDB先更新Buffer Pool中的數(shù)據(jù)，標(biāo)記數(shù)據(jù)頁為“臟頁”（Dirty Page），表示已修改但尚未寫入磁盤。
4. 記錄Redo Log Buffer：同時，InnoDB將修改操作記錄在Redo Log Buffer中，確保持久性。
5. 提交事務(wù)：完成所有修改后，事務(wù)提交。InnoDB將Redo Log寫入磁盤，以保證事務(wù)的持久性。
6. 寫入磁盤：事務(wù)提交后，InnoDB將Buffer Pool中的臟頁異步寫入磁盤，確保數(shù)據(jù)持久存儲。這個寫入過程具有一定延遲，由后臺線程異步執(zhí)行。
7. 記錄Binlog：在提交時，InnoDB將事務(wù)信息記錄到Binlog中。Binlog用于主從復(fù)制，記錄事務(wù)相關(guān)信息，包括時間戳、數(shù)據(jù)庫名、表名、事務(wù)ID和SQL語句等，用于在從庫上同步主庫的操作。

圖片

需要注意的是在Binlog和Redo Log的寫入過程中，實際上是分為兩個階段進(jìn)行的，采用了兩階段提交的方式來確保數(shù)據(jù)一致性。