什么是事务的一致性?一致性和原子性的区别是什么?
(PS:黄色字体为二次修改的内容)
关于事务的一致性,《数据库系统概念》中是这样描述的
第二段说的三个特性是指原子性、隔离性、持久性。
就算这样,相信大家也是懵懵的,我也是,所以才会写下这篇博客。
看到别的博客说,一致性是事务的最终目的,原子性、隔离性、持久性都是为了实现一致性。
在这里,我打算验证一番。
怎么验证呢?
假设,这个事务系统如果是由我们来设计的话。
首先,场景是这样的,小范转100块钱给小黄,那么这个事务系统必须要保证小范扣了100块钱,而且小黄也必须要加了100块钱。
这个我们要怎么保证呢?
有了,我们可以先用一本本子记下来,小范扣100块钱,小黄加100块钱,然后,我们再根据本子上写的,顺序执行,这样的话,小范或者小黄就没法耍赖了。
OK,那么我们现在就开干,把这个事务系统开发出来,下面是伪代码:
//事务系统
abstract class transaction{void transaction(){/* todo:将所有操作写进日志* args: 事务名称, 事务操作, 事务写入状态(0 未写完 1已写完)*/setLog("小范转100块钱给小黄", "小范-100", 0);setLog("小范转100块钱给小黄", "小黄+100", 1);//获取日志Log logs = getLog("小范转100块钱给小黄");//解析日志,获取操作事件Event events = parseLog(logs);//执行操作并回写日志状态标记该事务已完成doEvent(events, logs);}}
OK,系统开发出来了,我们把它应用上去跑起来试下。
但是,可能是因为计算机内存不够,系统跑到一半,闪退了。。。
也就是doEvent的时候,小范扣了100块钱,这个时候闪退了。。。
上数据库一看,完了,小范已经扣了100,但是小黄并没有增加100,事务也没有执行下去。
所以我们这个事务系统是有问题的,我们的事务系统,应该要保证小范扣100,而且小黄也要加100,我们姑且称这种状态为一致性,因为我们要保证这两个操作对数据而言是一致的嘛。
从目前来看,我们这个事务系统,没有完全实现一致性,那如果发生了这种状况,系统闪退停机等等异常情况,我们该怎么处理,才能保证一致性呢?
有了,我们可以在日志中多加一个状态,用来标记该操作有没有执行,然后用一个定时器,每隔几秒找出日志中没有完成的事务,把它执行完,这样一来,就能保证小范扣了100,小黄加了100了,哪怕中途停机了,也能用定时器把事务执行完。
就这样测试了十来次,结果跟操作都一致,确实能保证一致性了,就正式给用上生产环境了。
可是才不到一天,就出问题了,怎么呢?有个业务,小张向老李转账300元,可是小张的账户上只有298,该死的初级程序员又没有对小张的金额作校验,直接就给执行了。
这下小张的账户余额变成了-2,老李的账户变成了300。闹了个大笑话。
这虽然主要责任不在我们开发的事务系统,但是,我们也要做处理,也就是在小张的余额做加减的时候,减成了负数,这个时候程序应该需要抛出异常的,不能让程序再执行下去了,所以,这就需要我们的事务系统,可以在执行到一半的时候,回滚到初始状态。
也就是说,如果同一个事务中,有操作ABC三个顺序操作,操作A成功了,操作B失败了,那这操作C还要执行吗?当然不能,这种情况,B失败了,我们就只能把A给回滚到操作之前。
这样一来,我们这个事务系统就是,要么事务都完成,要么事务都不完成,我们姑且就把这个叫做原子性吧。
增加了原子性的功能后,事务系统又开始跑了。
过了几天,又出问题了,怎么呢?原来啊,小范有300块钱,小张向小范转了500块钱,事务还没操作完呢,小刘又给小范转了300块钱,这样一来,问题就来了,小张给小范转500,本应该事务结束的时候小范有800块钱,可是小刘又给小范转了300,还是用小范原有的300去增加的,这样一来,小刘的事务结束,小范就有600块钱,小张的事务执行完,把800写回给小范,接着,小刘的事务也执行完,把600写回给小范,导致最终小范账上只有600块钱,小张的500被吞了。
这样,数据完全混乱了。问题出在哪呢?在于小张事务执行的时候,读取到小范有300,事务没完,小刘也读取到小范有300,这样就错乱了,我们应该要让小张在转账的时候,小刘要等小张转完了,才能转。这样,才能解决掉数据混乱的问题,我们,姑且把这个叫做隔离性。
隔离性修复完之后,项目又开始运作了,事务系统运行了很长一段时间,也没有出现问题。
到这里,验证就结束了,上面写日志的行为其实就是事务的持久性,也可以看到,上面出现的隔离性、原子性、持久性,也都是为了彻底实现一致性而产生的。
所以,总的来说,一致性是一个比较笼统的概念,是事务的基础,一致性和原子性的区别就是,原子性强调的是操作的完整,要么都成功、要么都不成功,而一致性包含的比较多,数据的一致性啊等等。
不过其实,我觉得一致性不应该跟原子性、隔离性、持久性放在一起,因为这三个都是为了实现一致性,如果有大佬知道,麻烦跟我说下原因。
到这,本文就结束了,写的真的不是很好,以后,要是我对事务一致性、原子性有了新的理解,我会再回来修改的,也欢迎各位大佬留言或者私聊我,给我写关于一致性的启发。
知乎上有个回答也是写的蛮好的,大家可以看看,https://www.zhihu.com/question/30272728
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