一、什么是事务

事务是数据库操作的最小工作单位，一个事务可以是一条sql语句，也可以是一组sql语句。

事务有四大特征：原子性，持久性，隔离性，一致性，就是我们常说的ACID

二、原子性

原子性的意思是说一个事务里的操作会组成一个最小的执行单位，不可再分割，在一个事务中，要么操作都成功，要么都失败。比较经典的例子就是我们的转账，A向B转账，A要完成减钱，B要完成加钱，这些是都需要完成才能算一个事务完成。如果在其中发生了错误那么就需要回滚。回滚的时候就需要用到我们回滚日志，undo log。因为我们目前常用的存储引擎都是Innodb，在Innodb中还使用undo log + mvcc来实现事务的可重复读和读已提交这两个隔离级别。

undo log分为两种，一种是insert undo log，用来记录插入操作产生的回滚日志，一种是update undo log，用来记录更新，删除操作的时候产生的回滚日志。

当我们要操作数据之前，就先把数据备份到undo log中，然后我们再对数据进行修改，在这个过程中如果出现了错误，那么mysql就会利用undo log中的数据来恢复。

undo log的工作方式可以简单的理解成记录相反的操作到日志中，比如我们更新的时候，他就记录一条之前更新的状态，我们删除数据的时候他就会添加一条数据，我们添加数据的时候他就会删除一条数据。

三、持久性

持久性的意思是说当我们事务提交之后，他形成的数据应该被永久化为数据库中。也就是应该持久化到磁盘上，因为在内存中一断电就没了。

持久性实现的原理是redo log，前滚日志。

因为我们在更新完一条记录的时候，我们数据是先在内存中的，再从内存持久化到我们的磁盘。

因为数据一开始在内存中，如果断电肯定数据就没了，所以redo log就是为了解决这个问题。

当我们每次执行完DML操作之后，也就是当我们事务commit的时候，这里其实有一个异步的操作。首先执行过程会写入Buffer Pool，mysql会优先写日志，先保证日志写成功，写日志会有三种情况，0.写到Log Buffer，1.直接写到磁盘里，然后每秒为单位写到磁盘里 2.写到OS Buffer，然后每秒为单位写到磁盘。这里有一个参数innodb_flush_log_at_trx_commit来控制，默认是直接写到磁盘里。而对于日志的提交频率都是每秒为单位，而我们真实的数据库的数据，可能五秒再持久化一次到磁盘。

对于0和2这两种方式，虽然都是写到内存，但是还有有所差别的，因为Log Buffer属于数据库服务，而OS Buffer属于操作系统，所以如果mysql服务挂了，那么不会影响OS Buffer把数据写到磁盘。

四、隔离性

隔离性是说事务之间的执行不应该产生相互影响，他们对数据库的影响应该和他们串行执行的结果一样。

但是如果是完成遵守隔离性，对并发的性能影响会比较大，所以一般来说我们工作中会对隔离性有所放宽。正是因为没办法两全，所以产生了一些数据的问题，也就是脏读，不可重读，幻读。sql的标准定义了四个隔离级别，分别是读未提交，读已提交，可重复读，串行化。mysql默认隔离级别是可重复度。四个隔离级别分别是来解决这三种数据问题的。串行化是隔离级别是最高的隔离界别，这种隔离级别情况下，每个读的数据行上都会加锁，所以效率很慢，会导致大量的超时现象。可重复读会出现幻读，读已提交会出现不可重读和幻读，读未提交会出现脏读，不可重读，幻读。

实现mysql的隔离级别主要利用的是锁机制，利用锁来解决了脏读幻读，不可重读。mysql主要有三种级别的锁，分别是行锁，表锁，页锁。表锁不会出现死锁，行锁和页锁都有可能出现死锁。

因为我们大部分是使用Innodb的引擎，所以我也说一下Innodb的锁，就是两种，共享锁和排它锁，他们都是行级别的锁。共享是说同一行的数据，可以被多个事务获取共享锁，但是只可以读，不能修改。排他锁是指一行数据只能被一个事务获得排他锁，获取排他锁的事务可以修改数据。

Innodb还支持行锁和表锁并存。他这里的实现原理是利用意向锁，意向锁也是两种，意向共享锁和意向排他锁。意向共享锁就是说在事务准备给数据行加共享锁前，先给这个表加一个意向共享锁，意向排他锁也是相同的意思。各个意向锁之间是兼容的，他设计这个的目的是：当事务想去进行锁表时，可以先判断意向锁是否存在，存在时则可快速返回该表不能启用表锁，否则就需要等待。

我们使用Innodb主要是因为他支持行锁，支持事务，Innodb的行锁是给索引加锁实现的，只有通过索引检索数据，才能使用行锁，不然就是会使用表锁。这里又要提到一个临键锁（next-key），其实临键锁就相当与记录锁（Record Locks）加上间隙锁（Gap Locks）。记录锁很简单是单条记录的锁，是单个的，间隙锁也是见名知义，表示我们数据之间的空隙。就是我们的索引项有时候是不连续的，比如id有1,3,7,9这些id中间就有空隙，间隙锁就是当我们进行范围查询的时候，会把这些空隙也锁住。

通过上面的排他锁，解决了脏读，共享锁解决了不可重复读，临键锁解决了幻读。

1.脏读，幻读，不可重读

脏读的意思是说多个事务在执行过程中，A事务读取到了B事务还没commit的数据，然后B事务又rollback回滚了，那么A读到的数据就是脏数据。

不可重读是指在同一个事务A中，我们对同一组数据进行两次一模一样的查询，但是因为在这两次查询中间，有事务B修改了数据，导致事务A两次查询结果不一样，这就出现了不可重复读。

幻读一般是我们在进行范围查询的时候，事务A对id大于10的数据进行查询，同样也是两次查询，在这个过程中，事务B新增或者删除了数据，导致事A在查询的时候两次结果不一致。也就是是幻读。

五、一致性

事务的一致性可以说是最重要的。即事务执行前后数据应该是一致的。还是那个转账的例子，当A向B转钱，那么最终结果A减钱B加钱，这两个的和应该还是一样的。事务的一致性实现的原理其实就是之前是三个特性，原子性，隔离性，持久性共同保证了一致性。