Summary:
- ACID 四个特性
- 事务隔离级别（读未提交、读已提交、可重复读、串行化）
- 每一层解决了什么问题（脏读、不可重复读、幻读）
- MySQL 默认隔离级别是什么？为什么？
基础概念
事务本质上是数据库操作的一个逻辑单位，可以包含多条 SQL 语句。它的核心特点是要么全部执行成功，要么全部不执行，确保数据不会处于半完成状态；换言之，事务让多步操作对数据库来说看起来像是「一次性完成的操作」。
事务的意义主要体现在几个方面：
- 保证数据一致性：在复杂操作中，避免数据出现逻辑错误或中间状态。比如转账操作：从 A 账户扣钱、给 B 账户加钱，这两步必须同时成功，否则就可能出现资金丢失或重复。
- 隔离并发操作：多个事务同时执行时，数据库能控制它们之间的干扰，保证每个事务的数据读取和修改不会被其他事务破坏。
- 错误恢复：当操作失败或系统崩溃时，事务可以回滚，恢复到操作前的状态，确保数据安全。
事务四大特性（ACID）
- 原子性（Atomicity）
- 事务中的操作要么全部完成，要么全部不做。
- 例子：银行转账操作，如果扣了 A 账户的钱，但加到 B 账户失败，那么整个事务会回滚，A 账户的钱也不会扣。
- 实现方式通常靠日志（Undo/Redo）或者回滚机制。
- 一致性（Consistency）
- 事务执行前后，数据库必须保持逻辑上的正确性。
- 例子：转账前总资金是 1000，事务结束后总资金仍然是 1000。
- 一致性不仅是 ACID 的结果，也依赖数据库约束（主键、外键、唯一性等）来保证。
- 隔离性（Isolation）
- 多个事务并发执行时，每个事务的操作互相独立，互不干扰。
- 数据库通过锁、MVCC 等机制来实现不同隔离级别（Read Uncommitted、Read Committed、Repeatable Read、Serializable）。
- 低隔离级别可能产生脏读、不可重复读、幻读等问题。
- 持久性（Durability）
- 事务一旦提交，对数据库的修改就是永久性的，即使系统崩溃也不会丢失。
- 一般通过写入日志、检查点机制或磁盘持久化保证。
事务隔离级别
SQL 标准定义了四种隔离级别，不同隔离级别允许不同程度的“干扰”。从低到高分别是：
读未提交（Read Uncommitted）
- 一个事务可以读取另一个事务未提交的数据。
- 可能出现脏读（Dirty Read）：读到还没提交的数据，之后如果对方回滚，刚才读到的数据就没了 / 过期了
- 并发高，开销小，但是数据不可靠
读已提交（Read Committed）
- 一个事务只能读取已经提交的数据。
- 可以避免脏读，但可能出现 不可重复读（Non-repeatable Read）：同一条记录在同一事务中两次读取结果不同，因为另一事务提交了修改
- 这是大多数数据库（Oracle，PostgreSQL）的默认隔离级别
不可重复读的问题在于，虽然每次读到的都是真实的数据，但对于事务来说，它在同一个“逻辑时间点”内看到了两个矛盾的事实。 举例，假设要统计两个银行账户（A 和 B）的总额：
- 初始状态：A 有 500 元，B 有 500 元。总额应为 1000 元。
- 第一步：事务 T1 读取 A 账户，得到 500 元。
- 并发操作：此时另一个事务 T2 将 100 元从 B 转账到 A，并提交。此时 A=600, B=400。
- 第二步：事务 T1 继续读取 B 账户，得到 400 元。
- 结果：事务 T1 计算出的总额是 500 + 400 = 900 元。
在这个例子中，虽然 500 和 400 都是“真实存在过”的数据，但由于它们处于不同的时间切片，导致 T1 统计出了一个现实中从未出现过的总额（900 元）。换言之，不可重复读的问题核心在于，一个事务应该像是在独立运行，不受外界干扰。如果事务内的数据随外部提交而实时波动，事务的隔离性就荡然无存，复杂的业务逻辑（尤其是涉及多步计算和状态流转的场景）将难以编写和维护。
- 可重复读（Repeatable Read）
- 同一个事务中多次读取同一条记录，结果总是一致的。
- 避免了脏读和不可重复读，但可能出现 幻读（Phantom Read）：同一条件下查询出的行数在事务中前后不一致，因为另一事务插入或删除了符合条件的行。
- MySQL InnoDB 默认的隔离级别，通过 MVCC 实现
幻读的例子，查询数量 >100 的订单：
- 第一步：事务 T1 查询数量 > 100 的订单，返回 5 行。
- 并发操作：另一个事务 T2 插入了一条数量 = 200 的订单，并提交。
- 第二步：事务 T1 再查一遍，返回 6 行。
幻读破坏的是“范围的一致性”，让事务可能会基于旧数据做决策，这叫「写偏斜」（Write Skew）。举例，业务规则是系统里至少有一个医生在值班：
- 初始状态：数据库里两个医生 A 和 B 都在岗。
- 第一步：事务 T1 读到有两人在岗。
- 并行操作：事务 T2 也读到有两人在岗。
- 第二步：事务 T1 决定让 A 下班。
- 事务 T2 决定让 B 下班。
- 结果：A 和 B 都不在岗，违反了业务规则。
可重复读只能保证前后看到的数据一致，但无法保证基于这个数据做的操作仍然成立。
- 串行化（Serializable）
- 最高隔离级别，事务串行执行。
- 避免脏读、不可重复读和幻读，但性能开销大
- 通常通过加表锁或范围锁实现
总之，对于不同的隔离级别，并行事务时可能发生的现象如下：
事务实现机制
事务实现 ACID，靠的是日志系统、锁机制和 MVCC。其中，MVCC 的核心是读操作不用加锁，通过读旧版本来实现并发。 简单来说，对不同的隔离级别：
- 读未提交直接读取最新的数据；
- 读已提交在每次读取数据时，都会生成一个新的 Read View；
- 可重复读是启动事务时生成一个 Read View，然后整个事务期间都在用这个 Read View；
- 串行化通过加读写锁避免并行访问。
后面会单独说明这三者的工作原理，这里就不展开了。