MySQL之事务和锁机制

---

提示：以下是本篇文章正文内容，MySQL 系列学习将会持续更新

一、事务

• 在数据库里面，我们希望有些操作能够以原子的方式进行，要么都能执行成功，要么就都不执行，也就是只能是一个整体的被执行，这样的一组具有原子性的操作我们就称之为事务。
• 我们的 MySQL 支持 9 种数据库引擎，但只有默认的 Innodb 引擎支持事务功能。

1.1 事务特征

• 原子性 (atomicity)：一个事务是一个不可分割的工作单位，事务中包括的操作要么都做，要么都不做。
• 一致性 (consistency)：事务必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。在事务开始之前和事务结束以后，数据库的完整性没有被破坏。
• 隔离性 (isolation)：当多个事务对同一资源同时操作时，一个事务的执行不能被其他事务干扰。这里的同时只是宏观上的表现，实际上也就是微观上同一时刻只有一个事务在执行，而其它事务是在等待中。
• 持久性 (durability)：指一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的，即便系统故障也不会丢失。

1.2 隔离级别

更追求隔离性(数据更正确)	-----------------------------	------------------------------------------------	--------------------------------->	更追求并发性(性能更高)
(可串行性) serializable	(快照读) snapshot_read	(可重复读) repeatable_read	(读已提交) read_committed	(读未提交) read_uncommitted
这是最高的隔离级别，它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。简言之，它是在每个读的数据行上加上共享锁。在这个级别，可能导致大量的超时现象和锁竞争。	不是标准中存在的隔离级别，目前来说，没有副作用。 MySQL中的可重复读就是实际上的快照读。因为MVCC机制解决了幻读。	这是MySQL的默认事务隔离级别，它确保同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到同样的数据行。这会导致幻读：当用户修改某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围内插入了新行，当用户再读取该范围的数据行时，会发现有一条未修改的数据“幻影”。	只能读取其它事务已经提交的内容，存在不可重复读问题：一个事务多次读取同一数据可能会得到多个不同的结果。	能够读取到其它事务中未提交的内容，存在脏读问题。读取未提交的数据，也被称之为脏读。

我们可以修改隔离级别：

set session transaction isolation level read uncommitted;

回到目录…

1.3 开启事务

①SQL开启事务

-- 开启事务
start transaction; / begin;
SQL1;
SQL2;
rollback; -- 主动回滚

-- 开启事务
start transaction; / begin;
SQL1;
SQL2;
SQL3;
commit; -- 提交事务，失败也会回滚

②JDBC使用事务

// 要使用事务，在同一个事务中，操作 sql1 和 sql2，意味着必须在一条 Connection 完成
try (Connection c = DBUtil.connection()) {
    // connection 中有一个自动提交（autocommit）的属性，默认情况下是 true（开启）
    // 开启状态下，意味着，每一条 sql 都会被独立的视为一个事务
    // 我们要让 sql1 和 sql2 看作整体，只需要关闭 connection 的自动提交
    c.setAutoCommit(false);
    // 此时就可以手动的控制事务的结束位置，并且需要手动提交

    try (PreparedStatement ps = c.prepareStatement(sql1)) {
        ps.executeUpdate();
    }

    try (PreparedStatement ps = c.prepareStatement(sql2)) {
        ps.executeUpdate();
    }

    // 由于我们关闭了自动提交了，所以，所有的修改还没有真正地落盘
    c.commit();     // 只有加上这句话，才表示事务被提交了（数据真正落盘了）
}

回到目录…

二、锁机制

我们知道在可重复读的级别下，MySQL 在一定程度上解决了幻读问题：

• 在快照读（不加锁）读情况下，mysql 通过 MVCC (多版本并发控制) 来避免幻读。
• 在当前读（加锁）读情况下，mysql 通过 next-key 来避免幻读。

2.1 读锁、写锁

从对数据的操作类型上来说，锁分为读锁和写锁：

• 读锁：也叫共享锁，当一个事务添加了读锁后，其他的事务也可以添加读锁或是读取数据，但是不能进行写操作，只能等到所有的读锁全部释放。
• 写锁：也叫排他锁，当一个事务添加了写锁后，其他事务不能读不能写也不能添加任何锁，只能等待当前事务释放锁。

2.2 全局锁、表锁、行锁

从锁的作用范围上划分，分为全局锁、表锁和行锁：

①全局锁：锁作用于全局，整个数据库的所有操作全部受到锁限制。

flush tables with read lock;

②表锁：锁作用于整个表，所有对表的操作都会收到锁限制。

lock table 表名称 read; -- 读锁
lock table 表名称 write; -- 写锁

-- 除了手动释放锁之外，当我们的会话结束后，锁也会被自动释放。
unlock tables;

③行锁：锁作用于表中的某一行，只会通过锁限制对某一行的操作（仅InnoDB支持）

-- 添加读锁（共享锁）
select * from 表名 where ... lock in share mode;
-- 添加写锁（排他锁）
select * from 表名 where ... for update;

回到目录…

2.3 记录锁、间隙锁、临键锁

我们知道 InnoDB 支持使用行锁，但是行锁比较复杂，它可以继续分为多个类型，详细可查看文章：MySQL的锁机制 - 记录锁、间隙锁、临键锁

①记录锁（Record Locks）： 仅仅锁住索引记录的一行，在单条索引记录上加锁。Record lock 锁住的永远是索引，而非记录本身。所以说当一条 sql 没有走任何索引时，那么将会在每一条聚合索引后面加写锁，这个类似于表锁，但原理上和表锁应该是完全不同的。

• id 列必须为唯一索引列或主键列，否则加的锁就会变成临键锁。
• 同时，查询语句必须为精准匹配（=），不能为 >、<、like等，否则也会退化成临键锁。

②间隙锁（Gap Locks）： 仅仅锁住一个索引区间（开区间）。在索引记录之间的间隙中加锁，或者是在某一条索引记录之前或者之后加锁，并不包括该索引记录本身。比如在 1、2 中，间隙锁的可能值有 (-∞, 1)，(1, 2)，(2, +∞)，间隙锁可用于防止幻读，保证索引间的不会被插入数据。

• 对于主键索引：精准查询存在列，只会产生记录锁；精准查询不存在列，会产生记录锁和间隙锁；范围查询会产生间隙锁。
• 对于普通索引：不管是何种查询，只要加锁，都会产生间隙锁。
  

③临键锁（Next-Key Locks）： Record lock + Gap lock，左开右闭区间。默认情况下，InnoDB 正是使用 Next-key Locks 来锁定记录（如select … for update）。

它还会根据场景进行灵活变换：

场景	转换
使用唯一索引进行精确匹配，但表中不存在记录	自动转换为 Gap Locks
使用唯一索引进行精确匹配，且表中存在记录	自动转换为 Record Locks
使用非唯一索引进行精确匹配	不转换
使用唯一索引进行范围匹配	不转换，但是只锁上界，不锁下界

回到目录…

---

总结:
提示：这里对文章进行总结：
本文是MySQL的学习，先学习了事务的四大特征、隔离级别，如何开启事务。又学习了锁机制，认识了读写锁、行表锁、记录锁等。之后的学习内容将持续更新！！！