37. 事务与 ACID 特性

37.1 为什么需要事务

先看一个经典场景：用户 A 给用户 B 转账 100 元。这个操作分两步：

1. A 的余额减 100；
2. B 的余额加 100。

如果第一步成功、第二步失败（比如数据库崩溃），A 的钱少了 100，B 没收到，钱凭空消失了。这种数据不一致是致命的。

事务（Transaction） 就是为解决这个问题而生的：它把一组操作打包成一个不可分割的执行单元，要么全部成功，要么全部撤销。

-- 转账事务
BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1;  -- A 减钱
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE user_id = 2;  -- B 加钱
COMMIT;  -- 两步都成功，提交

如果中间出错了：

BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1;
-- 假设这里出错了
ROLLBACK;  -- 回滚，A 减的 100 恢复

37.2 事务的基本用法

开启事务

-- 方式一（推荐，标准 SQL）
BEGIN;

-- 方式二（等价）
START TRANSACTION;

-- 方式三（MySQL 8.0+ 支持只读事务声明）
START TRANSACTION READ ONLY;

提交事务

COMMIT;

COMMIT 表示事务中的所有操作确认生效，永久写入数据库。

回滚事务

ROLLBACK;

ROLLBACK 表示撤销事务中所有操作，数据恢复到事务开始前的状态。

完整示例

-- 开启事务
BEGIN;

-- 插入用户
INSERT INTO users(username, email, age) VALUES('zhangsan', 'zhangsan@test.com', 25);

-- 查看当前会话能看到这条数据（事务内可见）
SELECT * FROM users WHERE username = 'zhangsan';

-- 决定回滚
ROLLBACK;

-- 再查，数据没了
SELECT * FROM users WHERE username = 'zhangsan';  -- 空结果

37.3 SAVEPOINT：部分回滚

有时候事务很长，不想一出错就全部回滚。SAVEPOINT（保存点）可以标记一个位置，之后可以选择只回滚到这个点，而不是回到事务开头。

BEGIN;

INSERT INTO users(username, email) VALUES('user1', 'user1@test.com');
SAVEPOINT sp1;  -- 标记保存点

INSERT INTO users(username, email) VALUES('user2', 'user2@test.com');
SAVEPOINT sp2;  -- 再标记一个

INSERT INTO users(username, email) VALUES('user3', 'user3@test.com');

-- 发现第三条有问题，回滚到 sp2
ROLLBACK TO SAVEPOINT sp2;
-- 此时 user3 被撤销，user1 和 user2 还在

-- 继续做其他操作
INSERT INTO users(username, email) VALUES('user4', 'user4@test.com');

COMMIT;  -- 最终提交：user1, user2, user4 生效，user3 没有

-- 删除保存点（不需要了就释放）
RELEASE SAVEPOINT sp1;

37.4 ACID 四大特性

ACID 是事务的四大特性，每个字母代表一个核心保证。

A - 原子性（Atomicity）

原子性：事务中的所有操作要么全部成功，要么全部撤销，不存在”做了一半”的状态。

实现原理：InnoDB 用 undo log（回滚日志） 实现。每条修改操作执行前，先在 undo log 中记录”怎么撤销这个操作”。如果事务需要回滚，就根据 undo log 反向执行撤销。

UPDATE 操作 -> 先写 undo log（记录旧值）-> 再修改数据
回滚时 -> 读 undo log -> 把数据恢复成旧值

C - 一致性（Consistency）

一致性：事务执行前后，数据库必须从一个合法状态变成另一个合法状态。

“合法状态”指的是满足所有约束（主键、外键、CHECK、触发器等）。比如转账前后，两人的总金额不变；插入数据不会违反唯一约束。

I - 隔离性（Isolation）

隔离性：多个并发事务同时执行时，一个事务的中间状态不应该被其他事务看到。

完全隔离的代价很高（性能差），所以 MySQL 提供了四种隔离级别，在隔离性和性能之间做取舍。这部分是下一节的重点，这里先知道有这么个事。

D - 持久性（Durability）

持久性：事务一旦提交，对数据的修改就是永久的，即使数据库崩溃也不会丢失。

实现原理：InnoDB 用 redo log（重做日志） 实现。修改数据时，先写 redo log（顺序写，很快），再写磁盘上的数据页。如果崩溃了，重启后根据 redo log 恢复已提交的数据。

COMMIT -> 先把 redo log 刷到磁盘（fsync）-> 返回成功给客户端
崩溃恢复 -> 读 redo log -> 把已提交但没来得及写盘的数据重做一遍

ACID 总结

特性	含义	InnoDB 实现机制
原子性	全做或全不做	undo log（回滚日志）
一致性	数据始终合法	约束 + 原子性 + 隔离性 + 持久性
隔离性	并发互不干扰	锁 + MVCC（多版本并发控制）
持久性	提交后不丢	redo log（重做日志）

37.5 自动提交（AUTOCOMMIT）

MySQL 默认开启自动提交（AUTOCOMMIT） 模式：每条 SQL 语句执行完就自动 COMMIT，相当于每条语句都是一个独立的事务。

-- 查看自动提交状态
SELECT @@autocommit;
-- 1 表示开启（默认）

-- 关闭自动提交
SET autocommit = 0;

-- 关闭后，每条语句不会自动提交，需要手动 COMMIT
INSERT INTO users(username, email) VALUES('test', 'test@test.com');
-- 此时其他会话看不到这条数据（还没提交）
COMMIT;  -- 手动提交后其他会话才能看到

autocommit	行为
1（默认）	每条 SQL 自动提交
0	需要手动 COMMIT/ROLLBACK

37.6 隐式提交

有些 SQL 语句会偷偷帮你提交当前事务，这叫隐式提交（Implicit Commit）。即使你在事务中执行了这些语句，MySQL 也会先 COMMIT 当前事务，再执行该语句。

会触发隐式提交的语句包括：

• DDL 语句：CREATE、ALTER、DROP（建库、建表、改表结构等）；
• CREATE INDEX、DROP INDEX；
• CREATE USER、GRANT、REVOKE 等权限操作；
• LOCK TABLES、UNLOCK TABLES；
• LOAD DATA；
• TRUNCATE TABLE（虽然是清空数据，但本质是 DDL，会隐式提交）。

BEGIN;
INSERT INTO users(username) VALUES('test');
ALTER TABLE users ADD COLUMN phone VARCHAR(20);  -- 这里隐式提交了上面的 INSERT
ROLLBACK;  -- 回滚无效，INSERT 已经被隐式提交了

37.7 事务的使用原则

1. 事务要短

事务持锁时间长会影响并发性能。一个事务内不要做耗时操作（如网络请求、文件 IO），只做数据库操作。

2. 只包含必要的操作

别把无关的操作塞进同一个事务。查询操作通常不需要放在事务里（除非要求一致性读）。

3. 及时处理异常

事务中某条语句出错后，后续语句可能仍然执行（取决于错误类型）。最佳实践是出错就 ROLLBACK：

-- 应用代码中的伪逻辑
BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1;
-- 如果上面报错了，立刻 ROLLBACK
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE user_id = 2;
COMMIT;

4. 避免大事务

修改大量数据的事务会产生巨量的 undo log，占用大量回滚段空间，还可能导致锁等待。大范围更新应该分批进行。

37.8 小结

• 事务保证一组操作要么全成功、要么全撤销；
• BEGIN 开启事务，COMMIT 提交，ROLLBACK 回滚；
• SAVEPOINT 支持部分回滚，不用从头来过；
• ACID 四特性：原子性（undo log）、一致性（约束保障）、隔离性（锁+MVCC）、持久性（redo log）；
• MySQL 默认自动提交，BEGIN 临时暂停自动提交；
• DDL 语句会触发隐式提交，事务中避免混入 DDL；
• 事务要短、要小、出错就回滚。

下一节深入事务隔离级别，看多个事务并发执行时会出什么问题，以及怎么解决。