Mysql数据库高级特性【二】事务和锁

目录

事务

1.事务的特性

2.ACID（四个基本属性首字母缩写）属性

原子性（Atomicity）

一致性（Consistency）

隔离性（lsolation）

持久性（Durability）

3.事务的操作

开始事务

插入

2.更新

3.保存点

4.提交事务

回滚事务

6.自动提交控制

4.事务编写案例（银行账户转账）

1.创建数据库

2.创建数据表

3.逻辑分析

4.编写脚本

锁

1.锁的特性

2.类型

共享锁（S锁）

排他锁（X锁）

3.锁的概念

4.配置和使用

锁的类型选择

锁的并发控制

锁的监控和诊断

锁的粒度控制

锁的等待超时设置

优化锁的操作

相关命令

全局锁（Flush Tables with Read Lock）

        解锁（Unlock Tables）

        表级锁（table locks）

行级锁（Row Locks）

元数据锁（Metadata Locks, MDL）

---

 

事务

1.事务的特性

一组SQL操作，要么全部成功，要么全部失败，用于保证数据的一致性和完整性，支持提交（COMMIT）和回滚（ROLLBACK）

2.ACID（四个基本属性首字母缩写）属性

原子性（Atomicity）

事务被视为最小的不可分割的工作单位，只有事务中所有操作都完成，事务才算成功。如果事务中的任一操作失败，那么整个事务也会失败并且系统会自动撤销或回滚事务的所有操作，保持数据的一致性。

一致性（Consistency）

事务必须保证它在不破坏数据库的完整性和约束的前提下执行。在事务开始之前和结束之后，数据库必须保持一致状态。

隔离性（lsolation）

事务在提交之前，对其它事务是不可见的。这是为了防止多个并发事务相互干扰。依赖于隔离级别，事务可能会"看到"其他并非提交的事务所做的改动，反之亦然。MySQL提供不同的隔离级别如READ UNCOMMITTED, READ COMMITTED, REPEATABLE READ (默认的隔离级别), 和SERIALIZABLE。

隔离性确保并发执行的事务之间互不影响，每个事务独立于其他事务进行，防止“脏读”、“不可重复读”和“幻读”等问题

持久性（Durability）

一旦事务提交，其所做的改动就会被永久保存在数据库中，即使数据库系统发生故障也不会丢失这些改动。

3.事务的操作

开始事务

MariaDB [(none)]>Start transaction;

1. 插入

INSERT INTO users (username) VALUES ('john_doe');

#在"users"表的"username"列中插入一个新的数据行，其中"username"的值为"john_doe"

2.更新

UPDATE orders SET user_id = LAST_INSERT_ID() WHERE order_id = 123; 

#在"orders"表中，找到"order_id"为123的记录，然后将其"user_id"列的值设置为最近一次自动增长字段插入操作生成的ID

#SET user_id = LAST_INSERT_ID(): 指定要更新的列和新的值，ST_INSERT_ID()是一个MySQL内置函数，它返回最近一次自动增长字段（如自增主键）插入操作生成的ID

3.保存点

Savepoint my_savepoint; 

#在事务中设置一个保存点，允许你在事务的不同阶段进行部分提交或回滚

4.提交事务

COMMIT;

1. 回滚事务

ROLLBACK；

 #撤销事务中的所有操作

ROLLBACK TO SAVEPOINT my_savepoint;

#回滚到特定的保存点

6.自动提交控制

MySQL默认情况下是自动提交模式，每条语句都会被当作一个单独的事务处理。你可以使用 SET autocommit 命令来改变这个行为

SET autocommit = 0;

#关闭自动提交

SET autocommit = 1;

#开启自动提交

4.事务编写案例（银行账户转账）

1.创建数据库

Create database bank;

2.创建数据表

CREATE TABLE accounts (

    account_number INT PRIMARY KEY,

    account_name VARCHAR(100),

    balance DECIMAL(15, 2)         #保留两位小数的余额

);

3.逻辑分析

• 开始一个新的事务
• 检查源账户的余额是否足够进行转账
• 从源账户扣除转账金额
• 向目的账户添加转账金额
• 如果所有步骤都成功，则提交事务，如果有任何一步失败，则回滚事务以撤销所有更改

4.编写脚本

-- 开始事务

START TRANSACTION;

-- 源账户相关信息（例如，从账户 '12345' 转账 '1000'）

SET @sourceAccountNumber = 12345;

SET @transferAmount = 1000.00;

-- 目标账户相关信息（例如，向账户 '67890' 转账）

SET @destinationAccountNumber = 67890;

-- 检查源账户的余额是否充足

SELECT @sourceBalance := balance FROM accounts WHERE account_number = @sourceAccountNumber;

IF @sourceBalance < @transferAmount THEN

  -- 余额不足，回滚事务

  ROLLBACK;

  SIGNAL SQLSTATE '45000' SET MESSAGE_TEXT = 'Insufficient funds';

END IF;

-- 扣除源账户金额

UPDATE accounts SET balance = balance - @transferAmount WHERE account_number = @sourceAccountNumber;

-- 增加目的账户金额

UPDATE accounts SET balance = balance + @transferAmount WHERE account_number = @destinationAccountNumber;

-- 提交事务

COMMIT;

 

锁

1.锁的特性

是一种用于控制并发访问和修改数据的技术。锁可以确保在同一时间只能有一个事务对特定数据进行访问和修改，从而避免数据不一致和冲突

2.类型

共享锁（S锁）

当一个事务对某一行数据进行读取时，会自动获取该行的共享锁。其他事务在查询该行数据时，也会获取共享锁。共享锁允许多个事务同时读取同一行数据，但阻止了对数据的修改。当第一个事务释放锁时，其他事务也可以释放锁

排他锁（X锁）

当一个事务要对某一行数据进行修改时，它需要获取该行的排他锁。排他锁阻止其他事务对该行数据进行读取和修改，确保锁期间只有持有锁的事务可以对数据进行操作。当持有排他锁的事务完成操作并释放锁后，其他事务才能获取锁并进行相应操作。

3.锁的概念

锁的分级：mysql中的锁分为表层锁（table locks）和行层锁（row locaks）。表层锁用于锁定整个表，而行层锁用于锁定特定行。在实际操作中，行层锁更加细粒度，可以避免锁冲突，提高并发性能。

锁的兼容性：不同类型的锁之间有一定的兼容性。共享锁和排他锁在某些情况下可以同时存在，例如在更新数据时，更新事务会持有排他锁，同时其他事务可以获取共享锁。

锁的自动释放：mysql的锁在事务提交或回滚时会自动释放，这意味着当事务完成操作后，锁会被自动释放，其他事务可以获取锁并进行操作

锁的优点和缺点：锁可以确保数据的一致性和完整性，但同时也会引入一定的性能开销。在并发访问较高的场景下，锁可能导致锁等待和事务阻塞，降低系统性能。因此，在实际应用中，需要权衡并发性能和数据一致性之间的关系，合理配置锁参数。

4.配置和使用

锁的类型选择

根据业务需求和并发访问情况，选择合适的锁类型。共享锁适合读多写少的场景，而排他锁适合读写冲突较多的场景。

可以使用`SELECT ... FOR SHARE`语句获取共享锁，使用`SELECT ... FOR UPDATE`语句获取排他锁

锁的并发控制

通过设置事务的隔离级别来控制并发访问的锁行为。MySQL提供了四种隔离级别：未提交读（Read Uncommitted）、提交读（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。较高的隔离级别会引入更多的锁和资源消耗，需要根据实际需求进行选择。

锁的监控和诊断

MySQL提供了一些诊断工具和日志信息，可以用于监控和诊断锁相关的问题。例如，可以使用`SHOW PROCESSLIST`命令查看当前的事务和锁信息，使用`SHOW ENGINE INNODB STATUS`命令查看InnoDB引擎的状态和锁等信息。

锁的粒度控制

根据应用的特点选择表层锁还是行层锁。表层锁可以锁定整个表，适用于大规模并发访问的情况。行层锁可以避免锁冲突，提高并发性能，适用于针对特定行的操作。

锁的等待超时设置

可以通过设置`innodb_lock_wait_timeout`参数来控制事务在等待锁的时间上限。超过该时间后，事务会抛出锁等待超时的异常。适当的设置等待超时时间可以避免事务阻塞过长时间，影响其他并发操作。

优化锁的操作

在实际编程中，可以优化锁的获取和释放策略，减少锁等待和阻塞的时间。例如，尽可能减小事务的范围和持有锁的时间，避免不必要的锁操作，合理使用索引和优化查询语句等。

1. 相关命令

   全局锁（Flush Tables with Read Lock）

#用于对整个MySQL实例加全局读锁，阻止所有数据定义语言（DDL）和数据修改语言（DML）的操作

FLUSH TABLES WITH READ LOCK;

        解锁（Unlock Tables）

  #解除之前通过FLUSH TABLES WITH READ LOCK命令设置的全局读锁。

UNLOCK TABLES;

        表级锁（table locks）

#可以在事务开始时显示的获取和释放

LOCK TABLES table_name READ; 

#获取表级读锁

LOCK TABLES table_name WRITE; 

#获取表级写锁

UNLOCK TABLES;

#解锁表

行级锁（Row Locks）

行级锁通常由数据库引擎（如InnoDB）自动管理，而不是通过明确的命令来获取和释放。但是，可以通过以下方式影响行锁的行为

使用SELECT ... FOR UPDATE或SELECT ... LOCK IN SHARE MODE语句在查询时获取行锁：

SELECT * FROM table_name WHERE condition FOR UPDATE;

元数据锁（Metadata Locks, MDL）

元数据锁是MySQL自动管理的，用于保护数据字典的完整性。这些锁在执行DDL操作时自动获取和释放，通常不需要用户干预

（注：不同的MySQL存储引擎可能支持不同类型的锁，例如MyISAM不支持行锁，而InnoDB支持行锁。在使用锁时，应考虑到并发性和性能的影响，并确保在完成事务后正确释放锁）