mysql-事务隔离级别以及锁详解

目录

一、事务的隔离级别

什么是事务、事务有哪些特性

持久性：事务一旦提交，它对数据库中的数据的改变就是永久性的 事务并发情况下可能会产生的问题有哪些

事务的隔离级别有哪些？默认的隔离级别是什么？

在设置可重复读的情况下，如何保证修改的是最新的数据？

mysql中设置事务隔离级别以及事务的操作

二、锁

说说mysql中有那些锁？

innodb有哪些行锁算法

innodb如何选择行锁与表锁

什么是死锁？怎么解决死锁问题？

事务与锁状态信息查看

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一、事务的隔离级别

什么是事务、事务有哪些特性

事务：一个或一组sql语句组成的一个执行单元，这个执行单元里面的sql要么都执行，要么都不执行

四大特性：

原子性：

原子性指事务时一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都执行要么都不执行,原子性由undo log 日志实现

一致性：
从一个正确的状态,迁移到另一个正确的状态.什么叫正确的状态呢?就是当前的状态满足预定的约束就叫做正确的状态.，一致性由其他三个特性和业务代码正确性来实现（例如在业务代码中，一行代码修改了A的金额减少500，然后再修改B的金额中写入try，catch中，出现了异常，然而没有再catch语句中抛出异常，spring无法检测到，于是不对事务进行回滚，导致了最终结果不一致性）

隔离性：
事务的隔离性是指一个事务的执行不能被其他事务干，即一个事务内部的操作以及使用的数据对并发的其他事务时隔离的，并发执行的各个事务之前互不干扰，隔离性由mysql各种锁以及mvcc机制实现

持久性：
事务一旦提交，它对数据库中的数据的改变就是永久性的，持久性有redo log 日志实现
 
事务并发情况下可能会产生的问题有哪些

脏读：
对于两个事务T1、T2，T1读取了已经被T2更新但还没提交的字段之后，若T2回滚，T1读取的内容就是临时且无效的

不可重复读：
对于两个事务T1、T2，T1读取了一个字段，然后T2更新了该字段之后，T1再读取一次该字段，值不相同

幻读：
对于两个事务T1、T2，T1从一个表中读取了一个字段，然后T2再在该表中插入一些新数据，之后T1再次读取同一个表，就会多出几行（对与可重复读隔离级别下，假设在A事务进行了一次查询select * ，有三条记录，然后在B事务新增一条数据id为4，然后再在A事务select * 仍然是三条事务，但是如果这时候再A事务中修改了id为4的记录，也就是修改刚新增的数据，那么再查询一次select *  就会出现四条数据，这就导致了幻读的情况）

事务的隔离级别有哪些？默认的隔离级别是什么？

READ UNCOMMITTED  读未提交，该模式下会出现并发事务的所有可能出现的问题
READ COMMITTED  读已提交，能够成功解决脏读现象（不支持间隙锁）
REPEATABLE READ（默认的隔离级别）  可重复读，能够成功解决不可重复读现象，可能会解决幻读现象（通过间隙锁），性能几乎不受影响（select语句通过mvcc维护，不加锁）
SERIALIZABLE 串行化，能够解决并发事务下的所有问题，通过禁止另一个事务增删改的方式，效率非常低下,在分布式事务下使用（对于所有的操作都加锁处理，对于所有的读操作都会加上读锁，写操作所有隔离级别都会默认加写锁）

• oracle支持两种隔离级别：READ COMMITED、SERIALIZABLE，默认是 READ  COMMITED
• mysql支持四种隔离级别：（以上四种），默认是REPEATABLE READ

在设置可重复读的情况下，如何保证修改的是最新的数据？

根据可重复读的特性，在一个事务中通过MVCC机制多次读取到的值一定是相同的，而可能此时真实的数据以及被修改了，那么怎么保证修改的数据是最新的呢？

改变以往通过java代码获取当前值然后作为参数修改数据的形式，将数据的变更和获取融合在一起

update student set score = score+ 5 ；

因为在mysql的mvcc机制的控制下，select读取的实际是历史版本，而增删改会读取当前版本

mysql中设置事务隔离级别以及事务的操作

• SET autocommit = 0;  关闭自动提交
• set tx_isolation='read-uncommitted';设置读未提交
• set tx_isolation='read-committed';设置读已提交隔离级别
• SET tx_isolation = 'repeatable-read';   设置可重复读隔离级别
• set tx_isolation='serializable';设置串行化隔离级别
• start TRANSACTION ;开启事务
• commit;  提交提交事务
• rollback ;回滚事务
• SELECT @@tx_isolation 查看当前会话隔离级别
• select @@global.tx_isolation; 查看系统隔离级别

二、锁

说说mysql中有那些锁？

按操作分类：

共享锁：也叫读锁。针对同一数据，多个事务读取操作可以同时加锁互不影响，但是不能修改数据。

innodb 共享锁：sql+ lock in share mode；例 select * from student lock in share mode;

        当开启共享锁的时候，当前事务可以查询数据、修改数据，并且可以更换锁的类型；其他事务可以对该行进行共享锁查询，但是不能加排他锁查询，也不能修改数据。

myisam 读锁：加锁：lock table 表名  read；解锁：unlock   tables；

        可以多个会话同时对一个表添加读锁，但是不能修改数据以及添加写锁。同一个会话添加读锁后也不能修改当前表的数据，

排他锁：也叫做写锁。当前操作没完成时，会阻断其他操作的加锁读取和修改数据。

innodb 排他锁：sql+for update  例 select * from student for update；

        当开启排他锁时，当前事务可以查找数据和修改数据，也可以修改锁的类型，但是即便从排他锁变成共享锁，其他事务也不能加锁查询，本质上还是排他锁，其他事务只能查询数据，不能加锁也不能修改数据。

myisam 写锁：lock table 表名 write ；解锁：unlock tables; 

        当前会话可以查询和修改数据，其他会话不能查询和修改数据

按粒度分类:

表级锁：锁住整个表，开销小，加锁快，锁粒度大，发生锁冲突概率高，并发力度低，不会出现死锁现象。
          myisam存储引擎支持的就是表锁，innodb存储引擎也支持表锁，但是默认的是行锁

行级锁：锁住当前行，开销大，加锁慢，锁粒度小，发生锁冲突概率低，并发度高，会出现死锁现象。
           innodb存储引擎默认支持行锁，但是需要用索引当作检索条件才能施加行锁（命中数据增加行锁，如果不命中数据则增加间隙锁（RR隔离级别）），否则会从行锁升级为表锁（RR级别会升级成表锁，RC级别不会，因为在RR级别上要保证可重复读，所以在遍历扫描数据的时候，为了防止扫描过的数据被其他数据修改或间隙被插入数据，从而导致数据不一致，索引mysql就把所有扫描过的数据和间隙都加上锁）

意向锁：意向锁主要是针对表锁的，主要是为了提高加表锁的效率，是mysql自己加的锁，当事务给表的数据行加了共享锁或者排他锁的时候，同时会给表设置一个表示，代表这张表已经加了行锁，其他事务想要加表锁的时候，就不必要逐行判断有没有行锁可能对表锁造成冲突，直接读取这个标记就知道该不该枷锁，而这个标记就是意向锁

按照使用方式：

悲观锁：对数据被外界修改保持保守状态，认为数据随时会被修改，整个数据处理过程中需要将数据加锁，悲观锁一般都是依靠关系型数据库提供的锁机制，我们之前学过的锁（共享锁，排他锁，读锁，写锁）都是悲观锁；用于写多读少

乐观锁：每次自己操作数据的时候认为没有人会修改他，所以不去加锁，但是在更新的时候去判断再次期间数据有没有被修改，需要用户自己去实现，不会发生抢占资源，只有在提交操作的时候检查是否违反数据完整性；用于读多写少
方式：给数据表添加一个version列，每次 更新后都将这个列的值加一，读取数据时，将版本号取出来，在执行更新的时候，比较版本号，如果相同则执行，如果不相同说明这条数据已经发生变化了，用户自行根据这个通知来决定怎么处理，比如重新更新一次或者放弃更新。
 

 

innodb有哪些行锁算法

Record lock：单个行记录上的锁

Gap lock：

间隙锁:锁定一个范围，不包括记录本身（在RR隔离级别下才会出现）
当我们用范围条件而不是相等条件检索数据，并请求共享或排他锁时，InnoDB会给符合条件的已有数据记录的索引项加锁；也会对范围所包含的所有行记录(包括间隙行记录)以及行记录所在的间隙加锁

“间隙”细节点：

例如：

这里有一个h表

 执行sql语句  UPDATE h set `name` = '111'  where hm>5 and hm<8

间隙锁中的间隙指定并不是5-8之间，而是根据表数据中针对hm这一列数据来看，表中有三条数据，对应的间隙应该是两两之间的间隔，例如1-4之间有个2和3，间隙就是（1，4），4-9之间有5、6、7、8，间隙就是(4,9)，而9之后还有还有可扩展的无穷多个数，间隙就是(9,+∞）

所以这里所锁住的内容是hm>5 和hm <8 之间的数所在的间隙，也就是6,7所在的间隙，就是在(4,9)中。 再来看一条sql  UPDATE h set `name` = '111'   where hm>7 and hm<11.

这条sql会直接锁住两个间隙，8处于间隙（4，9）中，所以这个间隙会锁住，而10处于间隙(9,+∞）中，所以这个间隙也会被锁住

关闭间隙锁的方法

• 1、将事务隔离级别设置为read committed;
• 2、将参数innodb_locks_unsafe_for_binlog设置为1

Next-key lock：

临键锁：

Next-Key Locks是行锁与间隙锁的组合。例如上面的例子（4，9）在临键锁上是(4,9]，又例如sql

UPDATE h set `name` = '111'  where hm>4 and hm<=9，临键锁上是(4,9]

innodb如何选择行锁与表锁

显示指定：

行锁： sql语句+ lock in share mode

表锁： sql语句+ for update

由innodb自动选择：

行锁：当sql语句where条件中的列是索引字段，使用的就是行锁

表锁：当sql语句where条件中的列不是索引字段，加表锁

什么是死锁？怎么解决死锁问题？

死锁是指两个或多个事务在同一资源上相互占用，并请求锁定对方的资源，从而导致恶性循环的现象。

常见的解决死锁的方法

• 如果不同程序会并发存取多个表，尽量约定以相同的顺序访问表，可以大大降低死锁机会。
• 在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁产生概率；
• 对于非常容易产生死锁的业务部分，可以尝试使用升级锁定颗粒度，通过表级锁定来减少死锁产生的概率；
• 如果业务处理不好可以用分布式事务锁或者使用乐观锁
• 大多数情况mysql可以自动检测死锁并回滚产生死锁的那个事务，但是有些情况mysql没法自动检测死锁

读操作是否需要加事务？

读操作是否需要加事务需要根据具体的业务场景，如果不需要查询同一时间维度的数据，那么可以不用加事务，但是如果需要查询同一时间维度的数据，那么需要加可重复读隔离界别的事务（RR）

事务与锁状态信息查看

‐‐ 查看事务时间超过60秒的事务

select * from INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX WHERE TIMESTAMPDIFF(SECOND ,trx_started,NOW()) > '60'

‐‐ 查看锁

select * from INFORMATION_SCHEMA . INNODB_LOCKS ;

‐‐ 查看锁等待

select * from INFORMATION_SCHEMA . INNODB_LOCK_WAITS ;

‐‐ 释放锁，trx_mysql_thread_id可以从INNODB_TRX表里查看到

kill trx_mysql_thread_id

‐‐ 查看锁等待详细信息

show engine innodb status

大事务的影响

1、并发情况下，容易造成数据库连接池被撑爆

2、锁定的数据过多，容易造成大量阻塞和锁超时

3、执行时间长，容易造成主从延迟

4、回滚所需要的时间比较长

5、undo log 膨胀

6、容易导致死锁

事务优化实践原则

1、对于RC事务级别，可以将查询等数据准备操作放到事务外进行

2、事务中避免进行远程调用，远程调用要设置超时时间，防止事务等待太久

3、一次事务避免处理太多数据，可以拆分成多个事务分次处理

4、更新等涉及加锁的操作尽可能放在事务靠后的位置（因为更新操作是已经存在的数据，有可能其他事务还会使用这条记录，那么会造成等待）

5、能异步处理的尽可能异步处理

6、对于简单的业务，应用业务代码来保证数据准确性，不通过事务