一文读懂MySQL的ACID原理 _MySQL

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

文章插图

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！
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