Mysql事务隔离级别、锁、MVCC(多版本并发控制)

事务隔离级别

1、读未提交(Read Uncommitted) 能读到其他事务未提交的数据
2、读已提交(Read Committed) 能读到其他事务已提交的数据
3、可重复读(Repeatable Read) 不管其他事务修改完提交的数据，只要是在本事务内，多次读取，都是一样的结果，但若是本事务自己修改了，那是会根据数据库最新的数据去修改的，再查询时，也是最新的修改结果
4、串行化(Serializable) 每个事务按顺序执行

4种隔离级别存在的问题：
脏读：事务a读取事务b未提交的数据，事务b回滚了之后，事务a不知道。不符合一致性。
不可重复读：事务a内部多次读取时，事务b修改完提交了，事务a中途读取到了事务b提交的数据，前后不一致。不符合隔离性。
幻读：事务a按相同的条件去查询之前查过的数据，却发现事务b插入的新数据。不符合隔离性。

事务执行用例

可以通过以下sql 设置某次会话的事务隔离级别

读未提交
set session TRANSACTION ISOLATION LEVEL  READ UNCOMMITTED;
读已提交
set session TRANSACTION ISOLATION LEVEL  READ COMMITTED;
可重复读（数据库默认级别）
set session TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

这里主要研究的是可重复读(Repeatable Read)

新建一个account表数据

行锁、表锁、间隙锁、死锁的验证

模拟两个会话
（1）验证行锁： 一个session开启事务更新不提交，另一个session更新同一条记录会阻塞，更新不同记录不会阻塞

这里where 的条件是 id,是主键索引，默认加行锁

（2）验证无索引行锁升级为表锁：

锁一般是加在索引字段上的，不是加在一整条数据上的，
这里where 条件是name，它是没有建立name的索引，本来我们以为是加行锁，但是它会升级为表锁，事务a执行下面sql
begin;
update account set balance =  balance-10 where name='hzh-2' ;
那么会锁住一整个表，事务b执行任何一条写事务都会被阻塞，除非给name加上索引。

（3）验证间隙锁：

事务a执行
begin;
select * from account;
update account set balance =  balance-10 where id>=1 and id<=10;
底层会给该id范围加锁，在本事务commit前，当其他事务修改，删除，插入id为1-10时，阻塞

事务b在执行修改，删除，插入时，id=1到10 会被阻塞
begin;
insert into account values(5,'hzh-5',5000);

注意1：若表中数据是id=1,2,3,4,10,20这6条数据; 条件是where id>=7 and id<=17;
因为7在4-10之间，所以涉及到的4-10的整个区间都是会被锁到，包括4，同理10-20也会被锁。并不是只有7-17会被锁，而是4-20。
注意2：若表中数据是id=1,2,3,4,10,20这6条数据; 条件是where id=15;15在10-20之间，所以间隙锁锁的是10-20，
两个事务即使生成的间隙锁的范围是一样的，也不会发生冲突，因为间隙锁目的是为了防止其他事务插入数据，因此间隙锁与间隙锁之间是相互兼容的。
新增两行数据进去

（4）验证死锁1：

1、事务a
begin;
update account set balance =  balance-10 where id=1 ;
2、事务b
begin;
update account set balance =  balance-10 where id=2 ;
3、事务a
update account set balance =  balance-10 where id=2 ;
4、事务b
update account set balance =  balance-10 where id=1 ;

死锁报错
> 1213 - Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction
> 自动回滚其中一个事务，另一个事务正常继续执行。

验证不同事务获取间隙锁兼容，再相互插入得死锁：

按照time 1,2,3,4执行
事务a
begin;
update account set name='hzh-15' where id=15;--time1，间隙锁锁住了10-20

insert into account values(15,'hzh-15',1000);--time3，被事务b阻塞，等待事务b释放间隙锁


事务b
begin;
update account set name='hzh-16' where id=16;--time2，间隙锁锁住了10-20与事务a的间隙锁兼容，还不会死锁

insert into account values(16,'hzh-16',1000);--time4，想等待事务a释放间隙锁,此时形成循环等待，死锁。

可重复读例1：

a 事务先查询和修改，b事务再查询，a事务再commit, b事务再查询。
b事务查询的数据全程不受a事务影响

步骤1、a 事务

begin;
select * from account;
update account set balance =  balance-10 where id=1;
select * from account;
此时还没有commit

a事务查询到自己修改的 第一行数据的 balance变成990

步骤2、b事务

begin;
select * from account;
此时还没有commit

b事务查询到的第一行数据的 balance还是1000
因为是可重复读级别，a事务没有提交是查不到了，就算a事务提交也查不到。
因为这个隔离级别要保证b事务多次读取，结果都一样。

步骤3、现在我们去事务a commit; 再 select * from account;
发现数据确实是改好了。

步骤4、再去事务b执行看 select * from account; 还是1000；这个隔离级别保证了b事务多次读取，结果都一样。commit之后结束事务了再查询，就能查到了。

可重复读例2：

a事务先查询后，b事务修改后提交，a事务再修改并查询再提交

步骤1、事务a先查询

begin;
select * from account;

步骤2、事务b 执行更新后提交，此时数据库真实数据已经是990

begin;
select * from account;
update account set balance =  balance-10 where id=1;
commit;

步骤3、事务a 再查询 select * from account; 依然是1000，符合可重复读 多次读取结果都一样。
但是若此时执行
update account set balance = balance-10 where id=1;
select * from account;
会怎么样呢？
它会去根据数据库的真实数据 990-10=980 来作为真实结果。
也就是说a事务在看到1000时减10，直接变成980，但这是对的，因为它确实需要在事务b 990的基础上减去10=980

只有增删改时会根据数据库的真实数据去操作，查询是不会的。

这样的效果是大部分开发中所需要的，读取数据时不受其他事务影响，增删改时需要根据最新数据修改，mysql的底层是怎么做到这样的呢？ 就是 MVCC(多版本并发控制)做到的

MVCC(Multi-Version Concurrency Control 多版本并发控制)

数据库表隐藏的2个相关字段 DB_TRX_ID（创建事务id）, DB_ROLL_PTR（回滚指针）,执行begin时不会申请事务id，begin之后的第一条增删改查sql才会触发去申请事务id,事务id根据申请的前后顺序严格递增。

undo log、版本链、readview的理解

一、undo log（回滚日志） ：事务每次更新某条记录时，原数据被放入undo log ，新数据在放数据库表里，当事务回滚时，可以undo log查询之前的数据。

二、版本链：版本链=数据库表的某行数据+该行数据的undo log。

三、readview：
每个事务查询sql时会新生成一个readview，它由两部分组成：未提交的事务id数组，已提交的事务id数组；
如readview[101,102]103，[101,102]是未提交的事务id数组，103是已提交的事务id数组
注意：这里的已提交的事务id，是指第二类中的，不包含第一类的已提交

关键点–版本链比对规则：拿着版本链数据里的事务id 照着readview里的数组去判断可不可读，而我们的readview是记录第二类的id,若比第二类的最小id还小，那就属于第一类。
1、若版本链的某个版本 事务id落在第一类，数据可见。
2、若落在第二类，有两种情况：
（1）事务id是未提交事务，数据不可见，仅自己的事务可见；
（2）事务id是已提交事务，数据可见。
3、若落在第三类，未开始事务，肯定不可见；

undo log、版本链、readview的例子分析

我们以account表的第一条数据为例来分析，新建4个事务，假设按照图中步骤执行各sql
例1：分析

undo log和版本链的动态变化

例2分析：

例3分析：


例4分析：


例5分析：（删除操作）

其实上面的几个例子版本链都有deleted flag=false，只是没用到，不指出来。
删除是把原上个版本数据复制一份，然后标上自己的事务id和删除标志为true。
可以看成是更新的一个特殊情况