事务第01讲：数据库锁(MySQL)

部分资料引用自各路大神，具体见“99.参考资料”， 感谢各路大神的鼎力支持！！！

1. 为什么需要锁

并发性问题：在多用户环境下，在同一时间可能会有多个用户更新相同的记录，这会产生冲突。
典型冲突：脏读、不可重复读、幻读等。
解决方法：我们来瞧一瞧并发控制机制(即，锁)。

2. MySQL锁

锁：给我们选定的目标数据上锁，使其无法被其他程序修改。
并发控制：是指在多个用户/进程/线程同时对数据库进行操作时，如何保证事务的一致性和隔离性的同时最大程度的并发。

2.1 锁粒度

• 表锁：给整张表加锁。开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定力度大，发生锁冲突概率高，并发度最低
• 行锁：给某一行加上锁。开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度小，发生锁冲突的概率低，并发度高
• 页锁：开销和加锁速度介于表锁和行锁之间；会出现死锁；锁定粒度介于表锁和行锁之间，并发度一般

PS：MySQL的锁机制就是通过存储引擎支持不同的锁机制。

	行锁	表锁
MyISAM		√
InnoDB	√	√

在 Mysql 中，行级锁并不是直接锁记录，而是锁索引。索引分为主键索引和非主键索引两种，如果一条sql 语句操作了主键索引，Mysql 就会锁定这条主键索引；如果一条语句操作了非主键索引，MySQL会先锁定该非主键索引，再锁定相关的主键索引。

InnoDB 行锁是通过给索引项加锁实现的，如果没有索引，InnoDB 会通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁。也就是说：如果不通过索引条件检索数据，那么InnoDB将对表中所有数据加锁，实际效果跟表锁一样。因为没有了索引，找到某一条记录就得扫描全表，要扫描全表，就得锁定表。

【以下均以InnoDB存储引擎举栗说明】

2.2 共享锁(share锁)

2.2.1 概念

共享锁：S锁，又被称作读锁，共享锁的锁粒度是行或元组(多个行)。
一个事务获取了共享锁之后，可以对锁定的范围内的数据执行读操作。假设事务T对数据对象A加上了S锁，则事务T可以读A但不能修改A，其他事物只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁。这保证了其他事物可以读A，但是在事务T释放A上的S锁之前不能对A做任何操作。
共享锁就是允许多个线程同时获取一个锁，一个锁可以同时被多个线程拥有。

2.2.2 栗子

【注意】：验证时，要关闭MySQL的自动提交（set autocommit = 0），使用 select * from table_name where ... lock in share mode; 显示的加S锁。

1). 打开一个【客户端A和客户端B】，查询表数据

2). 【客户端A】对数据加S锁

3). 【客户端A】对 u_id = ‘0’ 的数据加了S锁，此时，我客户端B也可以对该记录加S锁。同上图。

4). 【客户端A】对锁定的记录进行更新操作，可以看出在等待锁。

5). 此时，【客户端B】也对该条记录进行更新操作，则会出现死锁，然后退出。

6). 当【客户端B】退出后，【客户端A】立即会获得锁，更新成功。

2.3 排它锁(eXclusive锁)

2.3.1 概念

排它锁：X锁，又被称作写锁，排它锁的锁粒度与共享锁一样。
一个事务获取了排它锁之后，可以对锁定范围内的数据执行写操作。假设事务T对数据对象A加上X锁，事务T可以读A也可以修改A，其他事物不能再对A加任何锁，直到事务T释放A上的锁。这保证了其他事物在事务T释放A上的锁之前不能再读和修改A。
排它锁，也称作独占锁，一个锁在某一时刻只能被一个线程占有，其他线程必须等待锁被释放之后才能获取到锁。

2.3.2 栗子

【注意】：验证时，要关闭MySQL的自动提交（set autocommit = 0），使用 select * from table_name where ... for update; 显示的加X锁。

1). 【客户端A】对数据加X锁

2). 【客户端B】只能查询该数据，如果再对该数据加X锁，则就处于锁等待状态。

3). 【客户端A】对锁定记录执行更新操作后，显示提交(commit)，提交后就会释放锁。

4). 当【客户端A】释放锁后，【客户端B】在第2步执行的for update就会立即执行成功。

2.5 小结

• 共享锁(S)：允许一个事务去读一行，阻止其他事物获得相同数据集的排它锁；
• 排它锁(X)：允许获得排它锁的事务更新数据，阻止其他事物取得数据集的共享锁和排它锁。
• 意向共享锁(IS)：事务打算给数据行加共享锁，事务在给一个数据行加共享锁之前必须先取得该表的IS锁；
• 意向排它锁(IX)：事务打算给数据行加排它锁，事务在给一个数据行加排它锁之前必须取得该表的IX锁。

【说明】：

• 1). 共享锁和排它锁都是行锁，意向锁是表锁，应用中我们只会使用到共享锁和排它锁，意向锁是MySQL内部使用的，不需要用户干预。
• 2). 对于update、delete和insert语句，InnoDB会自动给涉及的数据集加排它锁; 对于普通的select语句，InnoDB不会加任何锁，事务可以通过以下语句显示的给记录集加共享锁和排它锁。
  • 共享锁：select * from table_name where … lock in share mode;
  • 排它锁：select * from table_name where … for update;
  • 对于锁定记录后需要进行更新操作的应用，应该使用select...for update方式来获取排它锁(如果使用共享锁的话，那么在读了之后再去写会发生阻塞，导致死锁)
• 3). InnoDB存储引擎的行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的，因此InnoDB这种行锁实现特点意味着：只有通过索引条件检索数据，InnoDB才会使用行级锁，否则InnoDB将会使用表锁。

3. 抽象锁

【说明】：

• 乐观锁和悲观锁都是【抽象性】的，不真实存在的。
• 乐观锁和悲观锁都是针对读【select】来讲的。

3.1 悲观锁

2.6.1 概念

悲观锁：在整个的数据处理阶段，将数据锁定。

2.6.2 悲观锁的实现

悲观锁是通过数据库来实现的，其实，简单来说，就是排它锁。

2.7 乐观锁

2.7.1 概念

乐观锁：假设不会发生并发冲突，只在提交操作的时候检查是否违反了数据的完整性。
参考 —> 事务第02讲：数据库事务(MySQL) 的 [3.2.2.3.2 解决方案二(乐观锁)]

2.7.2 乐观锁实现

乐观锁通过表设计和代码来实现。

方案：
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最长使用的方法就是 版本列法(事务第02讲：数据库事务(MySQL) 的 [3.2.2.3.2 解决方案二(乐观锁)])。
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通过为数据库表增加一个 version版本字段 或者 timestamp时间戳字段。当读取数据时，将version字段的值一起读取，数据每更新一次，都对version值加1。当我们提交更新的时候，判断数据库表对应记录的当前版本号与读取时的version是否相同。如果相同，则更新，否则认为是过期数据。

栗子：
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• 1). 表users，字段：id、name、version
• 2). 实现过程
  • 读取表数据，select * from users; 得到的version为versionValue。
  • 更新，为了防止发生冲突，sql语句为，update users set name = ‘haha’, version = versionValue + 1 where version = versionValue;

问题：
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乐观锁，保证了当前事务修改的数据和第一次查询出来的数据是一致的。但是，会存在更新失败的情况。如果出现这种情况，则说明在更新之前，有其他的事务已经更新了记录，这种情况下，可以通过【重试】来保证更新成功。所以说，乐观锁还是有风险的，毕竟有可能会出现连续好几次都更新失败。

问题验证：

session_1	session_2
开始事务，begin transaction;	开始事务，begin transaction;
select * from users; 查询结果version为1。	select * from users; 查询结果version为1。
update users set name = ‘s1’, version = 1 + 1 where version = 1;
commit; 提交事务后，version更新为2
	update users set name = ‘s1’, version = 1 + 1 where version = 1; 其实这条sql压根就不会更新任何数据

5. InnoDB-MVCC与乐观锁

MVCC：Multi-Version Concurrency Control(多版本并发控制)的缩写。MVCC并不是乐观锁，InnoDB所实现的MVCC才是乐观锁(具体实现参见2.7.2 乐观锁实现)。

具体的验证参见《事务第02讲：数据库事务(MySQL)》的 5.3 可重复读 章节。

MySQL中的InnoDB存储引擎的默认事务隔离级别是RR(repeatable-read)，而可重复读的隔离级别下MySQL使用了MVCC。

6. 死锁

99.参考资料

• MySQL学习之——锁(行锁、表锁、页锁、乐观锁、悲观锁等)
• MySQL锁详解
• 乐观锁以及乐观锁的实现
• 对mysql乐观锁、悲观锁、共享锁、排它锁、行锁、表锁概念的理解
• 浅谈Mysql共享锁、排他锁、悲观锁、乐观锁及其使用场景

该睡觉了，未完待续，明天再写吧，晚安了各位，么么哒(* ￣3)(ε￣ *)

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