MySQL事务并发控制（再也不怕面试官问MySQL了）

MySQL事务并发控制（再也不怕面试官问MySQL了）

大纲

• 事务
• ACID特性
• MySQL实现事务
• 事务并发运行带来的问题
• • 并发调度可能引发的问题：
• 如何解决事务并发带来的问题
• • 锁的分类
  • 封锁协议
  • • 一级封锁协议：
    • 二级封锁协议：
    • 三级封锁协议：
  • 两段锁协议
  • 封锁协议带来的问题
  • • 死锁

事务

事务是一个不可再分的工作单位；事务中的一系列 *** 作要么全部执行，要么全不执行；其中，事务满足ACID特性

ACID特性

原子性（Atomicity）：对数据的修改要么全部执行，要么全不执行

一致性(Consistency)：事务执行前和执行后数据库必须满足一致性（事务执行过程中可以不满足）。例如从账户A中取款，取款前和取款后都必须满足取款金额加账户余额是一致的。

隔离性(Isolation)：事务之间要相互隔离，即一个事务内部的 *** 作和修改的数据不应该被别的事务看到，而应该封锁起来。

​ 在MySQL中，隔离级别有四个

​ 1.读未提交：会读到脏数据；例如事务A正在修改某数据，而且还没提交，所以还没提交的中间数据是不应该被别的事务读到的，也就是脏的。

​ 2.读已提交：不会读到脏的数据，但不能重复读

​ 3.可重复读：可以重复读，但可能会有幻读（MySQL的默认级别）

​ 4.串行化：事务A和事务B，事务A在 *** 作数据库时，事务B只能排队等待，这种隔离级别很少用。

持久性(Durability)：提交的事务的更新不能消失，就是要持久地存放到磁盘里。

MySQL实现事务

mysql> start transaction;#手动开启事务
  mysql> insert into t_user(name) values('pp');
  mysql> commit;#commit之后即可改变底层数据库数据
  mysql> select * from t_user;
  +----+------+
  | id | name |
  +----+------+
  |  1 | jay  |
  |  2 | man  |
  |  3 | pp   |
  +----+------+
  3 rows in set (0.00 sec)

事务并发运行带来的问题

事务的的调度通常分为串行调度和并发调度。

串行调度：在调度过程中，单个事务的指令紧挨着一起，各个事务以此执行。

并发调度：最常用的调度方式，如果调度不当，会破坏事务的ACID特性。

并发调度可能引发的问题：

1. 丢失更新

   Tj事务对数据的更新破了了Ti提交的新的更新，导致了Ti丢失了更新
   

2. 脏读

   读取了不一致或不存在的数据
   

3. 不可重复读

   某事务读取数据两次取值不同
   

如何解决事务并发带来的问题

首先需要明确，所有事务串行起来的调度策略一定是正确的调度策略。所以，只需要保证并发调度的结果与某串行策略的结果一致（可串行化策略），就可以保证并发事务的正确性。

锁的分类

1. 共享锁（S锁）：多个事务可以对同一个对象加多个S锁，但不能加排他锁。确保多个事务可以同时读同一个对象。

2. 排他锁（X锁）：同一个对象只接收一个事务加一个排他锁，直至这个事务释放该锁前，其它事务不能加任何锁。

3. 更新锁（U锁）： 一次只有一个事务可以获得更新锁，更新锁与共享锁兼容，与排他锁不兼容。更新锁可以防止常见的死锁，例如两个事务同时持有同一对象的共享锁，但两个线程都想对数据进行修改，那么他们需要把持有的共享锁换为排他锁，但由于双方都持有共享锁，他们互相等待对方释放共享锁从而导致了死锁现象。如果事务持有一个对象的更新锁，他若要修改数据更新锁则变为排他锁，若只读数据则更新锁可以看成共享锁。下面有例子：

   T1:    select * from table(updlock)    (加更新锁）  
   T2:    select * from table(updlock)    (等待，直到T1释放更新锁，因为同一时间不能在同一资源上有两个更新锁）  
   T3:    select * from table (加共享锁，但不用等updlock释放，就可以读）  
     
   这个例子是说明：共享锁和更新锁可以同时在同一个资源上。这被称为共享锁和更新锁是兼容的。  
   

4. 意向锁： 是一种不与行级锁冲突表级锁，若要获取某些行的S锁或者X锁，就需要获取对应的IS和IX意向锁。意向锁是有数据引擎自己维护的，用户无法手动 *** 作意向锁，在为数据行加共享 / 排他锁之前，InooDB 会先获取该数据行所在在数据表的对应意向锁。需要注意的是，意向锁不会与行级的排他/共享锁互斥。

图中的共享锁和排他锁指的是表锁，而不是行锁。意向锁存在的意义是，当有需要为一个表上一个排他的表锁时，只需要判断意向锁是否被获取，而不是逐行检测是否有行级锁，提高效率。如果意向锁被获取了，则阻塞等待。

封锁协议

含义：封锁协议是事务什么时候加锁、释放锁、持有锁持有多久等的一些规定。封锁协议用来解决丢失更新、脏读、不可重复读等问题

一级封锁协议：

事务在修改数据前需要对其加排他锁（X锁），直到事务结束才释放（包括正常的提交和回滚）。因为持有了更细数据的排他锁，所以该数据不会被别的事务修改，从而解决了更新丢失的问题。

二级封锁协议：

在一级封锁协议的基础上，事务在读取数据前，先为其加上共享锁（S锁），读完就马上释放掉。因为如果要读的数据正在被另外事务修改，那么另外的事务会持有该对象的排他锁，从而本事务不能在该对象上加共享锁，从而读不了脏的数据，解决了脏读问题。

三级封锁协议：

在一级封锁协议的基础上，事务在读取数据前，先为其加上共享锁（S锁），但并不是读完就释放，而是等事务结束后再释放，从而在事务没有结束前，该数据无法被修改，从而可以重复读取，解决了不可重复读的问题。

两段锁协议

虽热三级封锁协议解决了并发事务的三个问题（更新丢失、脏读、不可重复读），但却并不能保证并发事务是可串行化的。

含义：所谓的两段锁协议，其实就是所有的事务都必须遵循两个阶段获取锁和释放锁：第一阶段，任何事务都可以获取锁，但不能释放锁；第二阶段，所有事务都可以在此阶段释放锁，但不能申请锁。下图事务1遵循两段锁协议，事务2不遵循。

事务遵循两段锁协议是可串行化调度的充分不必要条件。

封锁协议带来的问题

虽然三级封锁协议解决了并发事务的三个问题，而两段封锁协议也解决了并发事务调度的可串行化问题，但可能会发生死锁的问题

死锁

含义：事务1持有了对象A的锁而想去获取B的锁，而同时事务2持有了B的锁而它想去获取A的锁；从而两个事务进入了无限相互等待。

解决方法：用一次封锁法（先把要加的锁都加完）、顺序封锁法（所有的数据排一个顺序，封锁按照这个顺序来），在数据库中以上两种方法维护成本高，所有通常用诊断法来解决。而诊断法分为超时法和等待图法（类似于图论中的判断一个图是否有回路）。