SQL 事务：救命稻草还是潘多拉魔盒？
各位观众老爷，晚上好！欢迎来到“码农茶馆”特别节目，我是你们的老朋友，人称“bug终结者”的码农老王。今天咱们不聊八卦，不谈人生，就来聊聊 SQL 语句中那三个看似简单，实则暗藏玄机的家伙：START TRANSACTION, COMMIT, ROLLBACK。
这三个家伙，江湖人称“事务控制三剑客”，它们是数据一致性的守护者，是并发操作的救命稻草，但也可能变成让你欲哭无泪的潘多拉魔盒。所以，今天咱们就好好扒一扒它们的底裤，看看它们到底能干啥，怎么干，以及怎么才能不被它们坑。
一、 故事的开始：没有事务的日子
想象一下，你正在银行ATM机上取钱。你输入密码，选择金额，ATM机开始嗡嗡作响，你的账户余额扣除了相应的金额，但突然，机器卡壳了！断电了！你辛辛苦苦挣来的血汗钱，就这样悬在了半空中，你说气不气？😱
如果没有事务，以上场景就可能变成现实。在没有事务的世界里，数据库的操作就像脱缰的野马，想到哪儿跑到哪儿，一旦中间出了岔子，数据就会变得乱七八糟，支离破碎，最终导致数据不一致，业务逻辑混乱。
举个更简单的例子，假设我们要执行一个转账操作，从账户 A 扣除 100 元，然后给账户 B 增加 100 元。如果没有事务，这两个操作是独立的，如果第一个操作成功了，但第二个操作失败了，那么账户 A 的钱就凭空消失了！这简直就是魔术表演，但这种魔术，谁也不想体验。
二、 事务的诞生：数据一致性的守护者
为了解决上述问题，事务应运而生。事务，简单来说，就是将一系列数据库操作打包成一个逻辑单元，要么全部成功，要么全部失败。就像你玩游戏，存档点就是事务的开始，如果你失败了，可以回到存档点重新开始，保证你的游戏进度不会丢失。
那么，事务是如何保证数据一致性的呢？这就要归功于事务的四大特性，也就是 ACID 特性，这可是事务的灵魂所在，也是面试官最喜欢问的问题之一。
| 特性 | 解释 | 举例 |
|---|---|---|
| 原子性 (Atomicity) | 事务是一个不可分割的最小单元，要么全部执行，要么全部不执行。就像原子一样，不能再分割。 | 转账操作，要么账户 A 扣款成功，账户 B 加款成功，要么两个操作都失败，账户 A 和账户 B 的余额保持不变。 |
| 一致性 (Consistency) | 事务必须保证数据库从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。也就是说，事务执行前后，数据库的数据必须满足预定义的约束和规则。 | 转账操作，必须保证账户 A 和账户 B 的总金额在转账前后保持不变。如果转账导致账户 A 或账户 B 的余额小于 0，那么事务应该回滚，保证数据的一致性。 |
| 隔离性 (Isolation) | 多个并发事务之间应该相互隔离，一个事务的执行不应该受到其他事务的干扰。就像在不同的房间里聊天，互不干扰。 | 如果两个事务同时进行转账操作，一个事务从账户 A 转账到账户 B，另一个事务从账户 C 转账到账户 D，那么这两个事务应该相互隔离，互不影响。即使它们同时操作同一个数据，也应该保证数据的一致性。 |
| 持久性 (Durability) | 事务一旦提交，其结果就应该是永久性的，即使系统发生故障，数据也不会丢失。就像刻在石头上的文字，不会轻易磨灭。 | 转账操作成功后，账户 A 和账户 B 的余额应该被永久保存到数据库中，即使数据库服务器突然崩溃，重启后，账户 A 和账户 B 的余额仍然是正确的。 |
有了 ACID 特性的加持，事务就像一位尽职尽责的管家，时刻守护着数据库的数据安全，保证数据的完整性和一致性。
三、 事务控制三剑客：START TRANSACTION, COMMIT, ROLLBACK
说了这么多，终于轮到我们的主角登场了。事务控制三剑客：START TRANSACTION, COMMIT, ROLLBACK，它们就像事务的开关、提交按钮和撤销按钮，控制着事务的生命周期。
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START TRANSACTION: 事务的开始。就像按下了录像机的“开始”按钮，告诉数据库：“嘿，我要开始录制一系列操作了，你给我认真点！”。在 MySQL 中，你也可以使用BEGIN语句来开始一个事务，它们的作用是一样的。 -
COMMIT: 事务的提交。就像按下了录像机的“停止”按钮，然后点击了“保存”，告诉数据库：“OK，我录制完毕了，这些操作都是有效的，你给我永久保存下来！”。COMMIT语句会将事务中的所有更改永久保存到数据库中，使之生效。 -
ROLLBACK: 事务的回滚。就像按下了录像机的“停止”按钮，然后点击了“放弃”，告诉数据库：“哎呀，我录制错了，这些操作都是无效的，你给我全部撤销，回到最初的状态！”。ROLLBACK语句会将事务中的所有更改全部撤销，回到事务开始之前的状态，保证数据的一致性。
举个栗子：
-- 开始一个事务
START TRANSACTION;
-- 从账户 A 扣除 100 元
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_id = 'A';
-- 给账户 B 增加 100 元
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE account_id = 'B';
-- 提交事务
COMMIT;
-- 如果发生错误，可以回滚事务
-- ROLLBACK;在这个例子中，我们首先使用 START TRANSACTION 语句开始一个事务，然后执行两个 UPDATE 语句，分别从账户 A 扣除 100 元，给账户 B 增加 100 元。最后，使用 COMMIT 语句提交事务，将这两个操作永久保存到数据库中。如果中间任何一个操作失败了，或者我们发现操作有误，可以使用 ROLLBACK 语句回滚事务，将账户 A 和账户 B 的余额恢复到事务开始之前的状态。
四、 事务隔离级别：并发控制的艺术
有了事务，我们就可以保证单个事务的数据一致性。但是，在并发环境下，多个事务同时访问和修改数据库，就可能会出现一些问题，比如脏读、不可重复读、幻读等。
为了解决这些问题，SQL 标准定义了四种事务隔离级别，分别是：
| 隔离级别 | 脏读 (Dirty Read) | 不可重复读 (Non-repeatable Read) | 幻读 (Phantom Read) |
|---|---|---|---|
| READ UNCOMMITTED | 可能 | 可能 | 可能 |
| READ COMMITTED | 不可能 | 可能 | 可能 |
| REPEATABLE READ | 不可能 | 不可能 | 可能 |
| SERIALIZABLE | 不可能 | 不可能 | 不可能 |
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READ UNCOMMITTED (读未提交)：最低的隔离级别，允许一个事务读取到另一个事务未提交的数据。这种隔离级别性能最高，但安全性最低，容易出现脏读。
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READ COMMITTED (读已提交)：允许一个事务读取到另一个事务已经提交的数据。这种隔离级别可以避免脏读，但仍然可能出现不可重复读。
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REPEATABLE READ (可重复读)：保证在同一个事务中，多次读取同一数据的结果是一致的。这种隔离级别可以避免脏读和不可重复读，但仍然可能出现幻读。
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SERIALIZABLE (串行化)：最高的隔离级别，强制事务串行执行，完全避免并发问题。这种隔离级别安全性最高，但性能最低。
什么是脏读、不可重复读、幻读？
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脏读 (Dirty Read)：一个事务读取到另一个事务未提交的数据。就像你看到了别人写了一半的日记，里面的内容可能是不准确的。
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不可重复读 (Non-repeatable Read)：在同一个事务中，多次读取同一数据的结果不一致。就像你两次查看同一个网页，内容却发生了变化。
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幻读 (Phantom Read)：在同一个事务中，多次执行同一查询，结果集中的记录数量不一致。就像你两次搜索同一个关键词，结果却出现了新的网页。
不同的数据库系统对事务隔离级别的支持程度不同，MySQL 默认的隔离级别是 REPEATABLE READ。你可以使用以下语句来设置事务隔离级别：
-- 设置事务隔离级别为 READ COMMITTED
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;选择合适的事务隔离级别需要在性能和安全性之间进行权衡。一般来说，如果对数据一致性要求较高，可以选择较高的隔离级别，但会牺牲一定的性能；如果对性能要求较高，可以选择较低的隔离级别，但需要承担一定的风险。
五、 事务的嵌套与保存点：更灵活的事务控制
有时候，我们需要在一个事务中执行另一个事务，这就是事务的嵌套。但是，并非所有的数据库系统都支持事务的嵌套。在 MySQL 中，事务的嵌套实际上是无效的，内部事务的 COMMIT 和 ROLLBACK 语句会被忽略。
为了解决这个问题，我们可以使用保存点 (Savepoint)。保存点就像游戏中的临时存档点，允许我们在一个事务中设置多个回滚点，以便在发生错误时，可以回滚到指定的保存点，而不是整个事务。
-- 开始一个事务
START TRANSACTION;
-- 设置一个保存点
SAVEPOINT sp1;
-- 执行一些操作
UPDATE accounts SET balance = balance - 50 WHERE account_id = 'A';
-- 设置另一个保存点
SAVEPOINT sp2;
-- 执行一些操作
UPDATE accounts SET balance = balance + 50 WHERE account_id = 'B';
-- 回滚到保存点 sp1
ROLLBACK TO SAVEPOINT sp1;
-- 提交事务 (如果回滚到保存点后，仍然想提交事务)
-- COMMIT;在这个例子中，我们首先使用 START TRANSACTION 语句开始一个事务，然后使用 SAVEPOINT 语句设置两个保存点 sp1 和 sp2。如果在执行过程中发生错误，我们可以使用 ROLLBACK TO SAVEPOINT 语句回滚到指定的保存点，而不是整个事务。
六、 自动提交与手动提交：选择权在你手中
在 MySQL 中，默认情况下，每个 SQL 语句都会被自动提交，也就是说，每个语句都会被当做一个独立的事务来执行。这种模式称为自动提交 (Autocommit)。
如果你想手动控制事务的开始和结束，你需要关闭自动提交模式。你可以使用以下语句来关闭自动提交模式：
-- 关闭自动提交模式
SET autocommit = 0;关闭自动提交模式后，你需要显式地使用 START TRANSACTION 语句来开始一个事务，并使用 COMMIT 或 ROLLBACK 语句来结束事务。
七、 事务的最佳实践：避免踩坑指南
说了这么多，最后，我们来总结一下事务的最佳实践，帮助你避免踩坑：
- 尽量保持事务的短小精悍: 事务的范围越小，并发冲突的可能性就越低，性能也就越高。尽量将复杂的业务逻辑拆分成多个小的事务。
- 避免长时间持有锁: 长时间持有锁会导致其他事务被阻塞，影响并发性能。尽量在事务中快速完成操作，释放锁。
- 选择合适的事务隔离级别: 在性能和安全性之间进行权衡，选择最适合你的业务需求的事务隔离级别。
- 使用索引: 索引可以提高查询效率，减少锁的持有时间，从而提高事务的性能。
- 监控事务: 定期监控事务的执行情况，及时发现和解决问题。
八、 总结：事务，你的得力助手
总而言之，事务是数据库系统中非常重要的一个概念，它可以保证数据的一致性和完整性，提高系统的可靠性和稳定性。掌握事务的原理和使用方法，对于每一个数据库开发者来说，都是必不可少的技能。
希望今天的分享能够帮助你更好地理解 SQL 事务，并在实际开发中灵活运用。记住，事务就像一把双刃剑，用好了，它可以成为你的得力助手，用不好，它也可能变成让你头疼的麻烦。所以，一定要谨慎使用，多加练习，才能真正掌握它。
感谢各位的收看，我们下期再见！👋