引言
照例，我们先来一个场景~
面试官:"知道事务的四大特性么?"
你:"懂，acid嘛，原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)、持久性(durability)！"
面试官:"你们是用mysql数据库吧，能简单说说innodb中怎么实现这四大特性的么？“
你:"我只知道隔离性是怎么做的balabala~~"
面试官:"还是回去等通知吧~"
ok，回到正题。说到事务的四大特性原子性（atomicity）、一致性（consistency）、隔离性（isolation）、持久性（durability），懂的人很多。但是稍微涉及细节一点，这四大特性在数据库中的实现原理是怎么样的？那就没有几个人能够答得上来了。因此，我们这篇文章着重讨论一下四大特性在mysql中的实现原理。
正文
我们以从a账户转账50元到b账户为例进行说明一下acid，四大特性。
原子性
根据定义，原子性是指一个事务是一个不可分割的工作单位，其中的操作要么都做，要么都不做。即要么转账成功，要么转账失败，是不存在中间的状态！
如果无法保证原子性会怎么样？
ok，就会出现数据不一致的情形，a账户减去50元，而b账户增加50元操作失败。系统将无故丢失50元~
隔离性
根据定义，隔离性是指多个事务并发执行的时候，事务内部的操作与其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。
如果无法保证隔离性会怎么样？
ok，假设a账户有200元，b账户0元。a账户往b账户转账两次，金额为50元，分别在两个事务中执行。如果无法保证隔离性，会出现下面的情形
如图所示，如果不保证隔离性，a扣款两次，而b只加款一次，凭空消失了50元，依然出现了数据不一致的情形！
ps:可能有细心的读者已经发现了，mysql中是依靠锁来解决隔离性问题。嗯，我们后面来说明。
持久性
根据定义，持久性是指事务一旦提交，它对数据库的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其有任何影响。
如果无法保证持久性会怎么样？
在mysql中，为了解决cpu和磁盘速度不一致问题，mysql是将磁盘上的数据加载到内存，对内存进行操作，然后再回写磁盘。好，假设此时宕机了，在内存中修改的数据全部丢失了，持久性就无法保证。
设想一下，系统提示你转账成功。但是你发现金额没有发生任何改变，此时数据出现了不合法的数据状态，我们将这种状态认为是数据不一致的情形。
一致性
根据定义，一致性是指事务执行前后，数据处于一种合法的状态，这种状态是语义上的而不是语法上的。
那什么是合法的数据状态呢？
ok，这个状态是满足预定的约束就叫做合法的状态，再通俗一点，这状态是由你自己来定义的。满足这个状态，数据就是一致的，不满足这个状态，数据就是不一致的！
如果无法保证一致性会怎么样？
例一:a账户有200元，转账300元出去，此时a账户余额为-100元。你自然就发现了此时数据是不一致的，为什么呢？因为你定义了一个状态，余额这列必须大于0。
例二:a账户200元，转账50元给b账户，a账户的钱扣了，但是b账户因为各种意外，余额并没有增加。你也知道此时数据是不一致的，为什么呢？因为你定义了一个状态，要求a+b的余额必须不变。
实战解答
问题一：mysql怎么保证一致性的？
ok，这个问题分为两个层面来说。
从数据库层面，数据库通过原子性、隔离性、持久性来保证一致性。也就是说acid四大特性之中，c(一致性)是目的，a(原子性)、i(隔离性)、d(持久性)是手段，是为了保证一致性，数据库提供的手段。数据库必须要实现aid三大特性，才有可能实现一致性。例如，原子性无法保证，显然一致性也无法保证。
但是，如果你在事务里故意写出违反约束的代码，一致性还是无法保证的。例如，你在转账的例子中，你的代码里故意不给b账户加钱，那一致性还是无法保证。因此，还必须从应用层角度考虑。
从应用层面，通过代码判断数据库数据是否有效，然后决定回滚还是提交数据！
问题二: mysql怎么保证原子性的？
ok，是利用innodb的undo log。
undo log名为回滚日志，是实现原子性的关键，当事务回滚时能够撤销所有已经成功执行的sql语句，他需要记录你要回滚的相应日志信息。
例如
undo log记录了这些回滚需要的信息，当事务执行失败或调用了rollback，导致事务需要回滚，便可以利用undo log中的信息将数据回滚到修改之前的样子。
ps:具体的undo log日志长啥样，这个可以写一篇文章了。而且写出来，看的人也不多，姑且先这么简单的理解吧。
问题三: mysql怎么保证持久性的？
ok，是利用innodb的redo log。
正如之前说的，mysql是先把磁盘上的数据加载到内存中，在内存中对数据进行修改，再刷回磁盘上。如果此时突然宕机，内存中的数据就会丢失。
怎么解决这个问题？
简单啊，事务提交前直接把数据写入磁盘就行啊。
这么做有什么问题？
于是，决定采用redo log解决上面的问题。当做数据修改的时候，不仅在内存中操作，还会在redo log中记录这次操作。当事务提交的时候，会将redo log日志进行刷盘(redo log一部分在内存中，一部分在磁盘上)。当数据库宕机重启的时候，会将redo log中的内容恢复到数据库中，再根据undo log和binlog内容决定回滚数据还是提交数据。
采用redo log的好处？
其实好处就是将redo log进行刷盘比对数据页刷盘效率高，具体表现如下
ps:不想具体去谈redo log具体长什么样，因为内容太多了。
问题四: mysql怎么保证隔离性的？
ok,利用的是锁和mvcc机制。还是拿转账例子来说明，有一个账户表如下
表名t_balance
| id | user_id | balance |
|---|---|---|
| 1 | a | 200 |
| 2 | b | 0 |
其中id是主键，user_id为账户名，balance为余额。还是以转账两次为例，如下图所示
至于mvcc,即多版本并发控制(multi version concurrency control),一个行记录数据有多个版本对快照数据，这些快照数据在undo log中。
如果一个事务读取的行正在做delele或者update操作，读取操作不会等行上的锁释放，而是读取该行的快照版本。
由于mvcc机制在可重复读(repeateable read)和读已提交(read commited)的mvcc表现形式不同，就不赘述了。
但是有一点说明一下，在事务隔离级别为读已提交(read commited)时，一个事务能够读到另一个事务已经提交的数据，是不满足隔离性的。但是当事务隔离级别为可重复读(repeateable read)中，是满足隔离性的。
总结
本文讲了mysql中事务acid四大特性的实现原理，希望大家有所收获。
好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，谢谢大家对移动技术网的支持。
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