第 7 章 · 事务与并发控制

事务凭什么「要么全成、要么全不」，多事务并发为什么不出乱子。

7.1 ACID：事务的四个承诺

性质	含义	破坏者
A 原子性	事务内操作要么全做、要么全不做	中途崩溃（第 8 章恢复解决）
C 一致性	把库从一个一致状态带到另一个一致状态	约束被违反
I 隔离性	并发事务互不干扰，像串行执行	并发异常（本章主题）
D 持久性	一旦提交，结果永久保存	掉电、介质损坏（第 8 章）

原子性靠 undo，持久性靠 redo——详见第 8 章。本章聚焦 I（隔离性） 与并发下的 A/C 维系。

7.2 并发异常：不隔离会怎样

异常	描述	示例
脏读	读到别的事务未提交的修改	T2 读到 T1 改了但还没 commit 的余额
不可重复读	同一事务两次读，值被别的事务改了	两次读余额不一样
幻读	同一查询两次，行集合变了（多/少了行）	第二次多出别的事务插入的行
丢失更新	两个事务都改同一值，一个覆盖另一个	两人同时扣款，一笔被吞

根因：事务交叉执行破坏「串行等价」。解法：封锁或 MVCC。

7.3 封锁：共享锁与排他锁

• 共享锁（S 锁，读锁）：允许多事务同时读，不能写。
• 排他锁（X 锁，写锁）：独享，读写都禁止他人。

        S 锁      X 锁
S 锁    兼容    冲突
X 锁    冲突    冲突

两段锁协议（2PL）：事务分「增长段」（只加锁）和「缩减段」（只放锁），先统一加锁、后统一释放。遵守 2PL 保证可串行化，但不解决死锁（靠死锁检测/超时/等待图）。

7.4 隔离级别：在正确性与性能间取值

级别	脏读	不可重复读	幻读	实现
READ UNCOMMITTED	可能	可能	可能	几乎不锁
READ COMMITTED	杜绝	可能	可能	读快照/行锁提交即放
REPEATABLE READ	杜绝	杜绝	可能*	快照读 + 间隙锁
SERIALIZABLE	杜绝	杜绝	杜绝	全串行/严格 2PL

*MySQL InnoDB 在 REPEATABLE READ 下靠间隙锁（gap lock）基本杜绝幻读。隔离级别越高，一致性越强，并发吞吐越低。

7.5 MVCC：多版本并发控制

MySQL InnoDB 与 PostgreSQL 靠 MVCC 而非全程加锁：

undo 日志里保留每一行的历史版本，链成一个版本链
读事务看到的是「事务开始时刻的快照」——
  版本 trx_id ≤ 当前活跃最小事务号，且未被活跃事务修改

• 读不阻塞写、写不阻塞读：读直接读旧版本，不等写锁。
• 每行带隐藏列 trx_id（最后修改者）和回滚指针（指向 undo 旧版本）。
• 代价：旧版本要留着（undo 膨胀）；MVCC 只解决读，写-写冲突仍靠锁。

对比：四个隔离级别 + MVCC——READ UNCOMMITTED 几乎无保护、吞吐最高；READ COMMITTED 是 Oracle/PG 默认，避免脏读但允许不可重复读；REPEATABLE READ 是 InnoDB 默认，快照读 + 间隙锁兼顾一致与吞吐，OLTP 甜点；SERIALIZABLE 最安全最慢。MVCC 让读走快照免锁——用「多版本 + undo 空间」换「少加锁 + 高并发」。