事务的特性 ACID
- A: Atomicity(原子性): 一个事务包含多个操作，这些操作要么全部执行成功，有一个执行失败就都失败。多个操作可以看做一个操作。
- C: Consistency(一致性) : 就是数据保持一致，对于分布式系统来说，可以理解为多个节点的数据是一致的。从一个状态转变到另外一个状态。
- I: Isolation(隔离性): 事务并发执行时，防止多个事务交叉执行对数据一致性造成影响。
- D: Durability(持久性): 事务提交后会被持久化到永久存储。
先说Consistency:
一致性分多种层次分别有：强一致性、弱一致性、最终一致性、单调一致性、会话一致性。
- 强一致性: 可以理解为在任意时刻，所有节点的数据都是一样的。
- 弱一致性: 弱一致性有多种实现，分布式系统中使用广泛实现的是「最终一致性」，不保证任一时刻每个节点的同一份数据一样。但随着时间迁移，不同节点数据总是向趋同的方向变化。DNS 服务器是个很好的「最终一致性」例子，当一个节点更新 DNS 记录后，其他节点不会立即全部更新。因为 DNS 多级缓存的存在，需要等待缓存服务器过期之后向源服务器请求更新记录才会更新。
- 单调一致性：一个进程已经读到的值，那么后续不会再读到更早的记录。
- 会话一致性：保证客户端和服务器交互的会话过程中，读操作可以读到更新操作之后的值。
一致性实现的原理简析：
一致性是通过「预写日志」的方式来实现的。具体原理是：数据库在执行事务时，并不会立即执行这些操作，而是将这些操作写入「预写日志」，预写日志是保存在磁盘上的。预写日志写入完成之后数据库程序将执行预写日至中的内容，更新数据库中的数据文件。正常情况下，完成 结束事务操作之后会删除预写的日志，并告知程序执行成功。(有些数据库在删除日志前会将再次日志写进「归档日志」中，以便可以通过归档日志恢复整个库）。但在某些情况也可能发生意外，如突然断电导致数据库程序执行中断。数据库重启后，可能发生两种情况：
- 数据库重启后，查看「预写日志」发现一个事务，并且该事务操作最后一条记录是「结束事务」。由此可以推断，该事务可能已经执行成功但还未来得及删除日志记录，或者事务还没执行或者没执行完。但情况无论如何，数据库都将进行「前滚」操作。将「预写日志」里的操作再执行一遍。因此，事务在执行到哪一步中断的其实我们可以不用关心，事实上它也不重要。因为前滚操作会将「预写日志」中的整个内容再执行一次，以保证一致性。对于无论执行多少次都不会影响最终结果的这种特性成为「幂等性」
- 数据库重启后，查看「预写日志」发现一个事务，并且该事务最后一条记录不是「结束日志」，此时可以知道事务一定没有正确执行。由于没有「结束日志」记录，因此无法判断之后是否还有其他操作，因此不能执行「前滚」操作，只能执行「回滚」操作进行恢复，将以在日志中的操作反过来恢复。(数据库在写「预写日志」时，不仅记录新值同时也会记录原值）
再谈 isolation :
事务隔离性一般有四个不同的级别
- Read uncommited: 允许读取其他事务更改过但还未提交(事务)的数据，隔离等级最低。如事务 A 对数据 C 进行了修改(但未提交事务)。此时事务 B 读取了修改后的数据 C，而事务 A 因为某种异常进行了回滚，那么事务 B 读到的数据 C(脏数据) 就是错误的数据。
- Read commited: 这个级别的隔离可以避免脏读，即事务不能读取到未提交的数据。比如事务 A 修改了数据 C 但未提交事务，此时事务 B select 数据 C 不会 select 到未提交的 C ，只能 select 到修改之前的数据 C。这个级别的隔离，避免了脏读 但仍然不能 「Repeatable read」.如：事务 A
select了数据 C ，此时事务 B 对数据 C 进行修改并提交了事务。这时事务 A 还没提交，如果再次执行select数据 C ，会惊讶的发现…两次数据不一样。即，这个级别的隔离是「unrepeatable read」 不可重复读的。 - Repeatable read : 可重复读取，这个级别的隔离可以保证同一个事务每次 select 的数据都是一致的。(不同的数据库引擎这个级别的隔离实现原理可能不同。一般认为通过加锁实现，如 事务A 在读取数据 C 时，不允许其他事务对数据 C 进行修改。但 InnoDB 引擎采用的 Read view 原理，第一次 select 时会生成一个 snapshot，之后的 select都从这个 snapshot 上读取，因此能保证多次 select 的结果相同，且没有加锁的操作。避免了出现死锁的情况，提高了并发的能力。) 这个级别的隔离无法避免幻读，比如在事务 A 想将表中所有人月薪不足5000的记录，都改成5000。当事务 A 执行完所有操作，但还未提交事务。此时事务 B 又插入(或删除)一条月薪不足5000的数据。然后提交事务 A B。此时事务 A 发生幻觉，好像事务没有执行成功一样。这是因为「Repeatable read」锁定的是已经读取的记录，而不是锁定整张表。
- Serialization: 事务串行化执行，隔离级别最高，牺牲了系统并发性。
参考文章:
数据库中隔离性的四种级别详解与例子
InnoDB 可重复读原理
数据库一致性原理浅析
什么是数据库的一致性？一致性弱意味着什么？