mysql 事務，鎖，隔離機制

mysql架構

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鎖

• 為了解併發問題，引入鎖，mysql中鎖分為讀鎖和寫鎖，即share lock和exclusive lock。故名思義，share lock之間不互斥，share lock和exclusive lock之間互斥，exclusive lock之間互斥。mysql 提供行鎖row lock和表鎖 table lock的multiple granularity locking。對於表鎖，mysql提供一種意圖鎖的機制，意圖鎖也是分為兩種，intention share lock和intention exclusive lock。對於intention lock
  • Before a transaction can acquire a shared lock on a row in a table, it must first acquire an IS lock or stronger on the table.
  • Before a transaction can acquire an exclusive lock on a row in a table, it must first acquire an IX lock on the table.
  • Intention locks do not block anything except full table requests (for example, LOCK TABLES ... WRITE). The main purpose of intention locks is to show that someone is locking a row, or going to lock a row in the table
  • intention lock之間並不互斥，intention lock只是告訴你有人對錶中的某些行在上鎖。
• mysql row lock是在儲存引擎層實現的，不同的儲存引擎可能有不同的實現方式

事務

• 事務是指一批操作，要麼全部成功，要麼全部失敗。
• 資料庫事務的ACID特性
  • atomicity原子性：即一個事務已一個原子的操作執行，是一個不可分隔的最小單元，事務中的操作，要麼全部執行成功，要麼全部失敗。
  • consistency 一致性：資料庫總是從一個一致的狀態轉移到另一個一致的狀態
  • isolation: 隔離性：一個事務中的修改，在什麼時候對另一個事務可見
  • durability: 永續性： 提交的事務不會丟失
• 隔離級別
• 隔離級別是對不同的事務而言的。
  • read uncommitted：一個事務中未提交的修改也對另外的事務可見，在這裡隔離級別下，會出現髒讀，即事務1未提交的修改可能被別的事務可見。
  • read committed： 一個事務提交commit後的修改才對另一個事務可見。但是可能會出現不可重複讀的問題，即在一個事務1中，連續select兩次，得到的結果不同，因為在這中間，可能記錄被別的事務修改了。
  • repeatable read：一個事務中，多次select的結果總是相同的，但可能出現幻讀的情況，即雖然對於同一行的結果，始終是相同的，但可能別的事務在insert別的行，導致一個事務中間看到的記錄是不同的。
  • serializable：事務序列執行。
• 怎麼解決不可重複讀問題？在一個事務開始時，對涉及到的row加上行鎖即可以保證另一個事務無法修改這一行。但是這解不了幻讀的問題，因為別的事務可能insert的是別的行。這時候，需要引入gap lock。不僅鎖這一個row，還鎖這個row的前後間隙。具體怎麼鎖，根據查詢條件是走唯一索引還是非唯一索引，是走等值匹配還是範圍匹配有不同的gap lock lock的範圍，但一個原則就是：保證你這個語句的查詢範圍內的資料不會被其他事務insert進去。
• 事務的兩段鎖：
  • 在事務的執行過程中，隨時可以進行鎖定，但只有事務執行完畢commit或者rollBack的時候，才會釋放鎖。

MVCC 多版本併發控制

• 前面說鎖分為讀鎖和寫鎖，這是一種悲觀鎖，MVCC是一種樂觀鎖，通過版本號控制，讀副本的方式，來使得select讀不用加鎖，每次都讀副本，同時保證讀到的都是事務開始之前寫入的資料。因為大多數資料庫操作都是讀多寫少的，通過MVCC，讀操作不用加鎖，減少了鎖衝突的概率，提高吞吐。select和事務又有啥關係呢？對於mysql，預設是auto-commit模式，如果不顯示的開啟一個事務，每個查詢都被當作一個事務來執行。
• mvcc怎麼實現的
  • 每條記錄後面增加兩個version，建立version和刪除version。
  • 對於select語句，只篩選那些建立version小於等於事務version（保證查詢到的記錄在當前事務開始之前就已經存在了），且刪除version在當前version之後的（保證記錄在當前事務開始的時候，未被刪除）
  • insert 語句：插入新一行，建立version等於當前事務version
  • update語句：新插入一行，建立version等於當前事務version，之前行的刪除version設定為當前事務version
  • delete語句： 當前行的刪除version設定為當前事務version。

快照讀和當前讀

• select語句讀的是快照，通過讀快照，在RR級別也不會有幻讀，對於select for update這種當前讀，通過next-key lock解決幻讀問題。

refer

• https://tech.meituan.com/2014/08/20/innodb-lock.html
• https://stackoverflow.com/questions/5444915/how-to-produce-phantom-reads
• https://blog.csdn.net/qq_20597727/article/details/87308709