02 探讨事务一致性

1.事务的ACID特性

在数据库中，“事务”是由多个操作构成的序列。广义上的事务一致性具化到了原子性、一致性、隔离性和持久性这4个方面。

1. 原子性（Atomicity）：指事务是一个不可分割的操作单元，要么全部执行成功，要么全部失败回滚。如果事务中的任何一个操作失败，整个事务将回滚到最初的状态。
2. 一致性（Consistency）：指事务将数据库从一个一致状态转变为另一个一致状态。在事务开始和结束时，数据库必须满足预定义的一致性规则，以保持数据的有效性和完整性。
3. 隔离性（Isolation）：指每个事务的执行应该与其他事务的执行相互隔离，以防止彼此干扰。隔离级别定义了事务之间的隔离程度，包括已提交读、可重复读、快照隔离和可串行化。
4. 持久性（Durability）：指一旦事务提交，其结果就应该永久保存在数据库中，即使系统发生故障也不会丢失。数据库通过将事务日志持久化到磁盘来实现持久性。

1.1 原子性和一致性的差异

原子性关注事务内部状态，要不全部成功，要不全部失败

一致性关注数据可见性，中间状态的数据对外不可见，只有最初状态和最终状态的数据对外可见

1.2 持久性核心思想即应对系统故障

目的都是保证在本地节点之外，至少有一份完整的日志可用于数据恢复。

存储硬件无损、可恢复故障： 主要依托于预写日志（Write Ahead Log, WAL）保证第一时间存储数据。WAL采用顺序写入的方式，可以保证数据库的低延时响应。

存储硬件损坏、不可恢复的故障： 需要用到日志复制技术，将本地日志及时同步到其他节点。

• 单体数据库自带的同步或半同步的方式，其中半同步方式具有一定的容错能力
• 日志存储到共享存储系统上，后者会通过冗余存储保证日志的安全性
• 基于Paxos/Raft的共识算法同步日志数据，在分布式数据库中被广泛使用

1.3 隔离性分为多个隔离级别

较低的隔离级别就是在正确性上做妥协，将一些异常现象交给应用系统的开发人员去解决，从而获得更好的性能。