事務（Transaction）是數據庫管理系統（DBMS）中用于保證數據操作正確性和一致性的核心機制。事務的特性通常用 ACID 四個字母概括，分別代表 原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）。以下是每個特性的詳細說明：
1. 原子性（Atomicity）
- 定義：事務中的所有操作要么全部成功，要么全部失敗回滾。不允許事務只執行部分操作。
- 作用：確保事務是一個不可分割的最小工作單元。
- 示例：
銀行轉賬場景中，如果從賬戶 A 轉賬到賬戶 B，事務必須同時完成 A 扣款 和 B 入賬。如果其中一步失敗（如網絡中斷），整個事務會回滾，A 和 B 的余額保持不變。 - 實現：通過 日志（Log） 記錄事務的每一步操作，若發生異常，利用日志進行 回滾（Rollback）。
2. 一致性（Consistency）
- 定義：事務執行前后，數據庫的完整性約束（如主鍵、外鍵、唯一性約束等）必須保持一致。
- 作用：確保數據符合業務規則和數據庫的預定義約束。
- 示例：
在電商系統中，商品庫存不能為負數。事務執行時，若訂單扣減庫存導致庫存為負，事務必須失敗，以保證數據一致性。 - 實現：依賴數據庫的 約束檢查 和 觸發器（Triggers），結合事務的原子性共同保障。
3. 隔離性（Isolation）
- 定義：多個事務并發執行時，彼此之間互不干擾，每個事務看到的數據狀態是獨立的。
- 作用：防止并發操作導致的 臟讀、不可重復讀、幻讀 等問題。
- 隔離級別：
- 讀未提交（Read Uncommitted）：最低級別，允許讀取未提交的數據（存在臟讀）。
- 讀已提交（Read Committed）：只能讀取已提交的數據（避免臟讀，但可能有不可重復讀）。
- 可重復讀（Repeatable Read）：確保事務內多次讀取結果一致（避免臟讀和不可重復讀，但可能有幻讀）。
- 串行化（Serializable）：最高級別，完全隔離事務（避免所有并發問題，但性能最差）。
- 示例：
兩個用戶同時修改同一商品庫存，隔離性確保事務不會互相覆蓋或產生沖突。
4. 持久性（Durability）
- 定義：事務一旦提交（Commit），其對數據庫的修改是永久性的，即使系統崩潰或斷電，數據也不會丟失。
- 作用：確保數據持久化存儲，避免因故障導致數據回滾。
- 實現：通過 寫入日志文件（Redo Log） 和 磁盤持久化 機制，確保提交的數據被安全存儲。
事務的典型應用場景
- 金融系統：轉賬、支付等操作必須保證數據一致性。
- 庫存管理：扣減庫存時需避免超賣。
- 訂單處理：創建訂單時需同步更新用戶賬戶、商品庫存等多張表。
- 分布式系統：跨服務的數據操作需要協調事務（如 兩階段提交、TCC 模式）。
ACID 特性的權衡
- 性能與一致性：隔離性越高（如串行化），并發性能越低；隔離性越低（如讀未提交），性能更高但可能引入數據問題。
- 分布式系統：傳統 ACID 在分布式場景中難以完全實現，需采用 CAP 定理 或 BASE 理論（基本可用、柔性狀態、最終一致）進行權衡。
總結
ACID 特性是數據庫事務的核心原則，確保數據操作的可靠性和一致性。在實際開發中，需根據業務需求選擇合適的隔離級別，并合理處理事務的邊界（如何時提交、回滾）。對于復雜場景（如分布式事務），需結合具體技術方案（如 Seata、Saga 模式）實現最終一致性。
