ACID 中的一致性

ACID 中的一致性（Consistency）

ACID 是事务的四大特性（原子性 Atomicity、一致性 Consistency、隔离性 Isolation、持久性 Durability），其中一致性 是核心目标，也是区别于其他三个 "手段性特性" 的关键 ------ 原子性、隔离性、持久性都是为了保证事务执行前后，数据库始终处于符合业务规则和数据约束的合法状态 **。

核心定义

事务执行的结果，必须使数据库从一个一致性状态 转变为另一个一致性状态 ，中间不会出现违反约束、规则、逻辑的 "中间非法状态"。简单说：数据的变化必须符合所有预设的规则，这些规则是保障业务正确性的基础。

一致性的核心保障规则

数据库的一致性由数据库自身约束 和业务逻辑约束共同保障，缺一不可：

数据库内置约束 （由数据库自动校验，事务失败会回滚）
- 主键唯一性：主键值不能重复、非空
- 外键关联：外键值必须在主表中存在，不能引用不存在的数据
- 字段约束：数据类型、长度、非空、唯一索引、默认值等
- 触发器 / 存储过程：数据库层面定义的自动校验逻辑
业务逻辑约束 （由开发人员通过代码 / 事务设计实现）
- 金额守恒：比如转账时，A 账户扣钱和 B 账户加钱的金额必须相等，总金额不变
- 库存规则：下单时库存不能为负，扣减库存的数量不能大于现有库存
- 状态逻辑：订单状态不能从 "已完成" 直接变为 "待付款"，需符合业务流转规则

经典案例：转账事务的一致性体现

假设 A 账户有 1000 元，B 账户有 500 元，A 向 B 转账 200 元，事务的核心操作是：

sql 复制代码

BEGIN; -- 开启事务
UPDATE account SET balance = 800 WHERE id = A; -- A扣200
UPDATE account SET balance = 700 WHERE id = B; -- B加200
COMMIT; -- 提交事务

执行前一致性：总金额 1500 元，各账户余额合法；
执行中 ：若仅执行第一步（A 扣 200），事务未提交时总金额变为 1300 元，属于中间非法状态 ，但此时其他事务无法看到该状态（由隔离性保障）；
执行后一致性：总金额仍为 1500 元，A、B 余额合法，符合业务规则；
若执行失败 ：比如 B 账户不存在，由原子性保障事务回滚，恢复到执行前的一致性状态。

一致性与其他 ACID 特性的关系

原子性、隔离性、持久性是实现一致性的手段，一致性是最终目标，四者相互依赖：

原子性 → 保障一致性：事务要么全做，要么全不做，避免出现 "做了一半" 的非法状态；
隔离性 → 保障一致性：多个并发事务之间相互隔离，避免彼此的中间状态互相干扰，导致数据混乱；
持久性 → 保障一致性：事务提交后，数据修改永久生效，不会因系统故障丢失，确保最终状态的一致性。

容易混淆的点："一致性"≠"强一致性"

ACID 的一致性是事务层面的逻辑一致性 ，而分布式系统中的 "强一致性"（如 CAP 中的 C）是数据副本之间的状态一致性，二者概念不同：

ACID 一致性：关注单数据库中事务执行前后，数据符合业务 / 约束规则；
分布式强一致性：关注多数据库副本之间，数据状态实时保持一致。

一致性被破坏的常见场景

事务未遵循原子性：执行一半手动中断，或未捕获异常导致部分操作执行；
并发事务未做隔离：比如脏读、不可重复读、幻读，导致多个事务互相干扰；
忽略业务逻辑约束：比如未校验库存就扣减，导致库存为负；
数据库约束未生效：比如未设置外键、唯一索引，导致数据重复 / 无效。

如何保障业务中的一致性？

利用数据库内置约束：合理设置主键、外键、唯一索引、非空约束等，让数据库自动校验；
保证事务的原子性：所有相关操作放在同一个事务中，捕获异常并主动回滚；
设置合适的隔离级别：根据业务需求选择读已提交、可重复读（MySQL 默认）、串行化等隔离级别，避免并发干扰；
完善业务代码校验：在执行数据库操作前，先校验业务规则（如库存、金额、状态），提前拦截非法操作；
分布式场景补充：若为分布式系统，可通过 2PC、TCC、SAGA 等分布式事务方案，保障跨库 / 跨服务的一致性。

ACID 四大特性对比表

特性	英文	核心定义	核心目标	实现手段 / 关键机制	典型保障场景	缺失后的问题
原子性	Atomicity	事务是不可分割的最小执行单元，要么全部执行成功，要么全部回滚，无中间状态	避免 "部分执行" 的非法数据状态	1. 数据库事务日志（undo log）2. 异常捕获与主动回滚3. 操作原子化封装	转账时 A 扣钱、B 加钱要么都成，要么都败	数据出现 "半拉子操作"，如 A 扣钱后 B 未加钱
一致性	Consistency	事务执行前后，数据库从一个合法一致性状态转为另一个合法状态，符合所有约束 / 业务规则	保障数据逻辑与业务规则的正确性（ACID 核心目标）	1. 数据库内置约束（主键 / 外键 / 字段约束）2. 业务代码前置校验3. 原子性 + 隔离性 + 持久性的协同保障	转账总金额守恒、库存不为负、订单状态流转合法	数据违反规则，如库存为负、金额不匹配
隔离性	Isolation	多个并发执行的事务之间相互独立、互不干扰，每个事务看不到其他事务的中间状态	避免并发事务互相干扰导致数据混乱	1. 数据库隔离级别（读未提交 / 读已提交 / 可重复读 / 串行化）2. 锁机制（行锁 / 表锁 / 间隙锁）3. MVCC（多版本并发控制）	多用户同时下单、转账时数据不混乱	出现脏读、不可重复读、幻读，数据结果错误
持久性	Durability	事务提交后，对数据库的所有修改永久生效，即使发生系统崩溃、断电等故障也不会丢失	保障已提交数据的永久有效性	1. 数据库事务日志（redo log）2. 数据刷盘机制（内存数据持久化到磁盘）3. 主从复制 / 数据备份	提交订单后，即使服务器重启，订单数据仍存在	事务提交后数据丢失，业务结果不可信

补充核心关联

四者为手段 + 目标 的协同关系：原子性、隔离性、持久性是实现一致性的三大核心手段，一致性是 ACID 的最终核心目标，缺一不可。