第37天 脏读 不可重复读 幻读 行级锁（共享锁，排它锁，死锁现象）表级锁 页级锁 innodb存储引擎 innodb三种行锁的算法 事务隔离级别 乐观锁与悲观 mvcc机制锁

脏读（无效的数据）
a事务把数据改完之后并没有提交，b事务读到这个改完数据之后的事务，
b事务读完之后，a事务又把数据做了一个回滚操作，这种现象叫脏读

不可重复读
a事务把数据读完拿去用了，b事务刚好直接把数据给改了，并且提交了，
a事务会发现之前读的数据不准确了

幻读现象
是不可重复读的一种特殊现象，
举例：假设一张表一共有10条数据，a事务把id大于3的数据name全部改成了xx，
就在刚刚改完的那一刻，b事务又插入一条数据，a事务改完之后，会发现有一条数据没有修改成功

以上现象都是并发带来的一些问题，mysql的底层机制已经帮忙解决好了
针对这些问题的解决，数据库设计了锁机制，事务隔离机制，mvcc多版本机制。
加锁会提高数据安全，降低运行效率

按锁的粒度划分，可分为行级锁、表级锁、页级锁。（mysql支持）
行级锁 
    特点:开销大，加锁慢;会出现死锁;锁定粒度最小，发生锁冲突概率最低，并发也最高
    支持引擎:innodb
    行级锁定分为行共享锁（共享锁）与独行写锁（排他锁）

表级锁
    特点:开销小，枷锁快;不会出现死锁;锁粒度大，发出锁冲突的概率最高，并发度低
    支持引擎:myisam,memory,innodb
    分类:表级锁定分为表共享读锁(共享锁)与表独占写锁(排他锁)

页级锁
    特点:开销和加锁时间界与表锁和行锁之间;会出现死锁,锁定粒度界于表锁和行锁之间,并发度一般
    

行级锁

按锁级别划分，可分为共享锁、排他锁

行级锁之共享锁与排他锁
    行级锁分为共享锁和排他锁两种。
    
	排他锁又称为写锁，简称X锁，顾名思义，排他锁就是不能与其他所并存，如一个事务获取了一个数据行的排他锁，其他事务就不能再对该行加任何类型的其他他锁（共享锁和排他锁），但是获取排他锁的事务是可以对数据就行读取和修改。

	共享锁又称为读锁，简称S锁，顾名思义，共享锁就是多个事务对于同一数据可以共享一把锁，获准共享锁的事务只能读数据，不能修改数据直到已释放所有共享锁，所以共享锁可以支持并发读（大家只能读不能改）。

    与行处理相关的sql有：insert、update、delete、select，这四类sql在操作记录行时，可以为行加上锁，但需要知道的是：

    对于insert、update、delete语句，InnoDB会自动给涉及的数据加锁，而且是排他锁（X）；
    
    代码演示:
    开启两个cdm命令端(a端口，b端口)
    a端口输入:
    use test;
    begin;
    update blog set name = "666" where id = 1;
    
    b端口输入:
    use test;
    update blog set name = "777" where id = 1;
    
    a端口加了互斥锁，b端口就不能再加锁了，只有等a端口把锁释放了，b端口才能加锁
    a端口输入命令后会直接卡住，当a端口输入commit或者rollback结束事务的后，
    b端口的sql命令会直接运行并且会把id为1的name改成777

  对于普通的select语句，InnoDB不会加任何锁，需要我们手动自己加，可以加两种类型的锁
    
    1. 排他锁语法（X）：select ... for update;  -- 查出的记录行都会被锁住 
    
    代码演示:
    开启两个cdm命令端(a端口，b端口)
    a端口输入:
    use test;
    begin;
    select * from blog where id = 3 for update;     # 直接锁住id=3的字段
    
    b端口输入:
    use test;
    begin;
    select * from blog;     # 查询blog表正常
    update blog set name ="66" where id = 3;    
    a端口输入命令后会直接卡住，当a端口输入commit或者rollback结束事务的后，
    b端口的sql命令会直接运行并且会把id为1的name改成666
    select查询不受锁影响，如果我们只是为了锁住数据，不涉及增删改，那么就用select ... for update;来进行锁
    
    注意:innodb锁如果有锁带索引的id字段，那么就锁命中的行
        innodb锁如果没有带索引的id字段，那么就锁整个索引(没有命中索引，就相当于表锁)
        

	2. 共享锁语法（S）：select ... lock in share mode;  -- 查出的记录行都会被锁住
        
    代码演示:
	开启两个cdm命令端(a端口，b端口)
    a端口输入:
    use test;
    begin;
    select * from blog where id = 4 lock in share mode;     # 共享锁锁住id=4的字段
	update blog set name = "yyy" where id = 4;		# b端没有加共享锁的之前，可以直接在端口修改（可以加互斥锁）
	
	update blog set name = "zzz" where id = 4;		# b端加了共享锁之后，无法修改(无法加互斥锁)
	
	b端口输入:
	use test;
    begin;
    update blog set name = "xxx" where id = 4;		# a端口加了共享锁之后，无法修改(无法加互斥锁)
    
    select * from blog where id = 4 lock in share mode;		# 共享锁锁住id=4的字段
    
	a端口共享锁锁住id=4的字段，b端口对id=4的字段进行修改，直接卡住（update默认加互斥锁），
	b端没有加共享锁的之前，a端口可以直接在端口修改name="yyy"。（事务a端口可以对数据加互斥锁）
	当b端口加了共享锁之后，a端口将name修改成"zzz"直接卡住（b端口加了共享锁，a端口无法再加互斥锁）

死锁

代码演示:
	开启两个cdm命令端(a端口，b端口)
    a端口输入:
    use test;
    begin;
    select * from blog where id = 4 lock in share mode;     # 共享锁锁住id=4的字段（第一步）
	update blog set name = "yyy" where id = 2;		# b端口共享锁锁住id=2的字段，加互斥锁直接卡住（第三步）

	b端口输入:
	use test;
    begin;
    select * from blog where id = 2 lock in share mode;		# 共享锁锁住id=2的字段（第二步）
    update blog set name = "xxx" where id = 4;		# a端口锁住id=4的字段，加互斥锁直接卡住（第四步）

	a事务锁住了b事务，b事务锁住了a事务，出现该现象就是是死锁现象。
	出现死锁现象，mysql会强制关闭一个事务，另一个事务会直接执行成功。
	
	并发有也可能会造成死锁现象（如下图所示）
	

高并发情况下产生的死锁现象

数据库锁机制总结

	1.一旦事务1对数据A加了排它锁
		那么其他事务无法对数据A加任何锁

		只有事务1可以操作数据A，而且可以读也可以写

	2.一旦事务1对数据A加了共享锁
		那么其他事务可以对数据A加锁，但只能加共享锁
	  
	  一旦多个事务都给数据A加了共享锁，大家都只能读不能改
	  （特例，如果只有一把共享锁，持有共享锁的事务可以读也可以写）

Innodb存储引擎

InnoDB三大特点:事务，外键，行级锁

在Mysql中，行级锁并不是直接锁记录，而是锁索引。InnoDB 行锁是通过给索引项加锁实现的，而索引分为主键索引和非主键索引两种。

1、如果一条sql 语句操作了主键索引，Mysql 就会锁定这条语句命中的主键索引（或称聚集索引）；

2、如果一条语句操作了非主键索引（或称辅助索引），MySQL会先锁定该非主键索引，再锁定相关的主键索引。

3、如果没有索引，InnoDB 会通过隐藏的聚集索引来对记录加锁。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，实际效果跟表级锁一样。

Innodb有三种行锁的算法

记录锁 间隙锁 next-key

1、Record Lock：单个行记录上的锁。
2、Gap Lock：间隙锁，锁定一个范围，但不包括记录本身。GAP锁的目的，是为了防止同一事务的两次当前读，出现幻读的情况。

间隙锁
假设我们现在锁的是number=4，那么间隙锁锁的就是（2-4），（4-5）
假设我们现在锁的是number=13，那么间隙锁锁的就是（11之后的数字）
假设我们现在锁的是number=2，那么间隙锁锁的就是（2之前的数字），（2-4）

3、Next-Key Lock：等于Record Lock结合Gap Lock，也就说Next-Key Lock既锁定记录本身也锁定一个范围，特别需要注意的是，InnoDB存储引擎还会对辅助索引下一个键值加上gap lock

事务隔离机制四种级别(了解)

由低到高依次为Read uncommitted 、Read committed 、Repeatable read 、Serializable ，这四个级别可以逐个解决脏读 、不可重复读 、幻读 这几类问题。

需要强调的是：我们确实可以采用提高事务的隔离级别的方式来解决脏读、不可重复读、幻读等问题，但与此同时，事务的隔离级别越高，并发能力也就越低。Repeatable read是mysql默认的隔离机制，next-key行级锁可以解决幻读问题。

乐观锁与悲观锁

悲观锁与乐观锁相当于锁的使用方式
考虑到效率问题，现在主要是使用乐观锁

悲观锁
悲观锁相当于在使用sql语句执行命令的时候，会直接使用互斥锁。悲观锁的优点：保证数据安全；缺点：降低了数据库的使用效率

乐观锁
在数据库中，乐观锁的实现有两种方式

1、使用版本号实现
每一行数据多一个字段version，每次更新数据对应版本号+1，
原理：读出数据，将版本号一同读出，之后更新，版本号+1，提交数据版本号大于数据库当前版本号，则予以更新，否则认为是过期数据，重新读取数据

2、使用时间戳实现
每一行数据多一个字段time
原理：读出数据，将时间戳一同读出，之后更新，提交数据时间戳等于数据库当前时间戳，则予以更新，否则认为是过期数据，重新读取数据

在乐观锁与悲观锁的选择上面，主要看下两者的区别以及适用场景就可以了。

1、乐观锁并未真正加锁，效率高。一旦锁的粒度掌握不好，更新失败的概率就会比较高，容易发生业务失败。

2、悲观锁依赖数据库锁，效率低。更新失败的概率比较低。

mvcc机制

在MVCC并发控制中，读操作可以分成两类：快照读 (snapshot read)与当前读 (current read)。

快照读
读取的是记录的可见版本 (有可能是历史版本)，不用加锁。
当前读
读取的是记录的最新版本，并且，当前读返回的记录，都会加上锁，保证其他事务不会再并发修改这条记录。