淺析MySQL 鎖和事務(wù)

MySQL本身也是在文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，因?yàn)殒i的存在使之有所不同。

MySQL作為一種數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，難免會(huì)存在對(duì)其共享資源的并發(fā)訪問(wèn)，為了協(xié)調(diào)和管理不同資源的并發(fā)訪問(wèn)，也就產(chǎn)生了鎖機(jī)制，因?yàn)殒i機(jī)制的存在為數(shù)據(jù)庫(kù)提供了數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

從鎖的級(jí)別來(lái)分鎖可分為：行級(jí)鎖、表級(jí)鎖、頁(yè)級(jí)鎖。
從鎖的類型來(lái)分鎖可分為：共享鎖、排它鎖（獨(dú)占鎖）。
為了協(xié)調(diào)行鎖、表鎖產(chǎn)生了：意向鎖（表級(jí)鎖）。

共享鎖，允許事務(wù)去讀取數(shù)據(jù)。
排它鎖，允許事務(wù)去修改或刪除數(shù)據(jù)。
意向鎖，獲取行級(jí)鎖的時(shí)候，自動(dòng)添加的表級(jí)鎖，包含：意向共享鎖、意向排它鎖。

對(duì)于MyISAM存儲(chǔ)引擎，只支持表鎖，而InnoDB存儲(chǔ)引擎則支持行鎖、表鎖。

MyISAM存儲(chǔ)引擎修改、刪除數(shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生排它鎖，鎖定的整張表，并發(fā)寫入性能較差，而讀取的時(shí)候產(chǎn)生的是共享鎖，不會(huì)鎖定表，讀取性能就比較好。

InnoDB存儲(chǔ)引擎修改、刪除數(shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生排它鎖，鎖定的特定索引記錄，一般不會(huì)影響表中的其它行，并發(fā)寫入性能較好，而讀取的時(shí)候產(chǎn)生的是共享鎖，不會(huì)鎖定表和行，讀取性能較好。

行鎖鎖定的是索引記錄，而不是記錄行，如果沒有索引，則使用隱式索引進(jìn)行鎖定。

當(dāng)一張表某些行已經(jīng)獲取了排它鎖，在表中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)意向排它鎖，如果此時(shí)有一個(gè)事務(wù)要來(lái)鎖定整張表，那么一看有意向排它鎖的存在，該事務(wù)就會(huì)被阻塞，通過(guò)意向鎖直接就可以知道能不能鎖定表，不需要逐行去遍歷檢測(cè)是否有排它鎖，通過(guò)意向鎖高效地協(xié)調(diào)了行鎖和表鎖的關(guān)系。

行級(jí)鎖按照鎖定范圍來(lái)分，又分為三種：

• Record Lock 單行記錄上的鎖。
• Gap Lock 間隙鎖，鎖定一個(gè)范圍，不包含記錄本身。
• Next-Key Lock 鎖定一個(gè)范圍，包含記錄本身，用于解決幻讀問(wèn)題。

當(dāng)然，鎖也是有利有弊的，也可能出現(xiàn)死鎖的情況。
當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的事務(wù)在執(zhí)行過(guò)程中，因爭(zhēng)奪資源而造成一種相互等待的現(xiàn)象，稱為死鎖。

最后，也是因?yàn)殒i的存在，豐富了后續(xù)事務(wù)的功能。

MySQL通過(guò)設(shè)計(jì)一種機(jī)制，使得數(shù)據(jù)能夠完整地從一種一致性狀態(tài)切換到另一種一致性狀態(tài)，這種機(jī)制稱為事務(wù)。

事務(wù)包含有四大特性：原子性（A）、一致性（C）、隔離性（I）、持久性（D），簡(jiǎn)稱酸性。

• 原子性：事務(wù)中的操作，要么全部成功，要么全部失敗，不可切分。
• 一致性：事務(wù)將數(shù)據(jù)庫(kù)從一種一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另外一種一致性狀態(tài)，并且保證數(shù)據(jù)的完整性。
• 隔離性：又稱并發(fā)控制，事務(wù)在提交之前對(duì)于其它事務(wù)是處于不可見的狀態(tài)的。
• 持久性：事務(wù)一旦提交，結(jié)果就是永久性的，不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)而丟失數(shù)據(jù)。

原子性、持久性是通過(guò)redo日志實(shí)現(xiàn)的，一致性是通過(guò)undo日志實(shí)現(xiàn)的，隔離性是通過(guò)鎖機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，原子性也是為了配合持久性而存在的，當(dāng)事務(wù)的一部分寫入redo日志后，發(fā)生了崩潰、斷電，那么根據(jù)原子性來(lái)說(shuō)，該次事務(wù)應(yīng)當(dāng)恢復(fù)，那么對(duì)于已經(jīng)持久化到日志文件中的數(shù)據(jù)，就必須要通過(guò)回溯來(lái)撤銷。在InnoDB存儲(chǔ)引擎中，redo重做日志對(duì)應(yīng)的就是ib_logfile0、ib_logfile1。

接著，事務(wù)要進(jìn)行回滾，那就需要通過(guò)一致性來(lái)保障，而undo日志就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)一致性的，在undo日志中保存了多個(gè)版本的事務(wù)的一些信息，通過(guò)undo日志，將事務(wù)rollback到修改之前的樣子。

在此，不得不提的是MySQL的MVCC多版本并發(fā)控制，它也是通過(guò)undo日志來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
MVCC是通過(guò)在每一數(shù)據(jù)行后頭添加2個(gè)隱藏字段create version、delete version以及每次開啟一個(gè)事務(wù)會(huì)初始化一個(gè)事務(wù)id。新增一條數(shù)據(jù)的時(shí)候，create version的值就等于事務(wù)id，刪除數(shù)據(jù)的時(shí)候，delete version就等于事務(wù)id，更新數(shù)據(jù)的時(shí)候會(huì)先刪后增，在undo日志中就會(huì)存在2條數(shù)據(jù)，一條delete version就等于事務(wù)id，一條create version的值等于事務(wù)id。

在事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，可能會(huì)同時(shí)存在其它的事務(wù)，而多個(gè)事務(wù)之前需要相互隔離，也就是要做到并發(fā)控制，鎖就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離性的。MySQL的事務(wù)的隔離級(jí)別包含：Read Uncommitted讀未提交、Read Committed讀已提交、Read Repeatable可重復(fù)讀、Serializable串行化。其中，讀已提交、可重復(fù)讀是基于MVCC多版本并發(fā)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

鎖，為事務(wù)的并發(fā)控制帶來(lái)了好處，同時(shí)也帶來(lái)了壞處，包括：臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀。

臟讀，指的是一個(gè)事務(wù)讀到了另一個(gè)事務(wù)未提交的內(nèi)容，一旦另一個(gè)事務(wù)回滾了，就出現(xiàn)了臟數(shù)據(jù)。
不可重復(fù)讀，指的是同一個(gè)事務(wù)使用同一句SQL進(jìn)行多次讀取，返回不同的結(jié)果。
幻讀，指的是一個(gè)事務(wù)在進(jìn)行增刪的時(shí)候，某些已經(jīng)確定不會(huì)出現(xiàn)的記錄突然出現(xiàn)。

要解決臟讀，那就需要至少設(shè)置隔離級(jí)別為：Read Committed讀已提交。
要解決不可重復(fù)讀，那就需要至少設(shè)置隔離級(jí)別為：Read Repeatable可重復(fù)讀。
要解決幻讀，那就需要設(shè)置隔離級(jí)別為：Serializable串行化或者采用Next-Key Lock間隙鎖。

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