Mysql并发控制

最近在看Mysql的并发控制，事务处理等知识，做些整理。

并发控制目的是当多个连接对数据库进行修改时保证数据的一致性。现在mysql的InnoDB在update，delete时使用行级锁，对于select会结合MVCC保证一致性。

1、 并发控制
MySQL提供两个级别的并发控制：服务器级(the server level)和存储引擎级(the storage engine level)。加锁是实现并发控制的基本方法，MySQL中锁的粒度：
(1)    表级锁：MySQL独立于存储引擎提供表锁，例如，对于ALTER TABLE语句，服务器提供表锁(table-level lock)。
(2)    行级锁：InnoDB和Falcon存储引擎提供行级锁，此外，BDB支持页级锁。InnoDB的并发控制机制，下节详细讨论。
另外，值得一提的是，MySQL的一些存储引擎（如InnoDB、BDB）除了使用封锁机制外，还同时结合MVCC机制，即多版本两阶段封锁协议MVCC(Multiversion two-phrase locking protocal)，来实现事务的并发控制，从而使得只读事务不用等待锁，提高了事务的并发性。

数据库的事务处理的原则是保证ACID的正确性。

2、事务处理

2.1 事务的ACID特性
事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元，事务具有以下4个属性：
(1)原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作单元，其对数据的修改，要么全都执行，要么全都不执行。
(2)一致性（Consistent）：在事务开始和完成时，数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改，以保持数据的完整性；事务结束时，所有的内部数据结构（如B树索引或双向链表）也都必须是正确的。
(3)隔离性（Isolation）：数据库系统提供一定的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程中的中间状态对外部是不可见的，反之亦然。
(4)持久性（Durable）：事务完成之后，它对于数据的修改是永久性的，即使出现系统故障也能够保持。

2.2、事务处理带来的相关问题
由于事务的并发执行，带来以下一些著名的问题：
(1)更新丢失（Lost Update）：当两个或多个事务选择同一行，然后基于最初选定的值更新该行时，由于每个事务都不知道其他事务的存在，就会发生丢失更新问题－－最后的更新覆盖了由其他事务所做的更新。
(2)脏读（Dirty Reads）：一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务完成并提交前，这条记录的数据就处于不一致状态；这时，另一个事务也来读取同一条记录，如果不加控制，第二个事务读取了这些“脏”数据，并据此做进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做"脏读"。
(3)不可重复读（Non-Repeatable Reads）：一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了！这种现象就叫做“不可重复读”。
(4)幻读（Phantom Reads）：一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据，这种现象就称为“幻读”。

3. Mysql隔离级别：

READ UNCOMMITTED ：事务可以看到其他事务没有被提交的数据（脏数据）
READ COMMITTED ：事务可以看到其他事务已经提交的数据
REPEATABLE READ ：事务中两次查询的结果相同。（Innodb默认级别）
SERIALIZABLE ：所有事务顺序执行，对所有read操作加锁。保证一致性。

4. 注意点：

（1）InnoDb通过MVCC防止了幻读(Phantom Read)，即两次select之间有另一个事务插入了数据并且commit，两次select也是保证一致性的。但是如果事务B的insert/update/delete语句执行时间和commit时间在本事务A的第一个select之前，则事务A的第一个select是可以读到事务B的更新数据的。

（2）如果一个事务A，先进行了update/insert/delete操作，在进行第一次select操作，那么select是可以读到更新的时间，这样造成的结果是select可能读到根本不存在的数据（http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/innodb-consistent-read.html）

（3）如果一个事务A进行了select操作，那么在这个select开始后的其他事务B进行了对数据的更新操作(update/insert/delete)，事务A的select将不会看到事务B操作的结果。事务Aselect在遍历过程中会遇到两种情况，一种是当前遍历的行时正在被更新(update/insert/delete)，那么这一行会被加上write lock锁。另一种是，当前遍历的行没有被加锁。

对于第一种请，Innodb处理方式是select过程中出逐行遍历数据，如果某一行被write lock了，那么会去undo段里面找这一行的前一个snapshot数据，这个snapshot数据是由write操作引起的，每次write操作都将保存当前事务时刻的原始数据，用于write失败进行回滚，所以是放在undo数据段里面。

对于第二种情况：可以通过事务的编号进行过滤，innodb的每个事务都有个事务编号保存在每一行数据的隐藏字段里，如果当前事务编号比数据记录里面的隐藏字段的事务编号小，那么表示当前数据是被当前事务后面的事务更新的，那么不取当前数据，而是去undo段里取snapshot数据。

（Mysql文档的原文是：Suppose that you are running in the default REPEATABLE READ isolation level. When you issue a consistent read (that is, an ordinary SELECT statement), InnoDB gives your transaction a timepoint according to which your query sees the database. If another transaction deletes a row and commits after your timepoint was assigned, you do not see the row as having been deleted. Inserts and updates are treated similarly.）