mysql事务和锁相关知识

ACID特性

关系型数据库管理系统中，一个逻辑工作单元要成为事务，必须满足这4个特性，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。

原子性：每一个写事务，都会修改BufferPool，从而产生相应的Redo/Undo日志，脏页没有刷成功数据库挂了可以通过 Redo 日志将其恢复出来，脏页刷新成功数据库挂了通过Undo来实现同步。

持久性：Redo log在系统Crash重启之类的情况时，可以修复数据，从而保障事务的持久性。

隔离性：InnoDB 支持的隔离性有 4 种，隔离性从低到高分别为：读未提交、读提交、可重复读、可串行化。锁和多版本控制（MVCC）技术就是用于保障隔离性的。

一致性：数据的完整性是通过原子性、隔离性、持久性来保证的，而这3个特性又是通过 Redo/Undo 来保证的。

并发事务和排队

事务并发问题

1） 更新丢失：当两个或多个事务更新同一行记录，会产生更新丢失现象。可以分为回滚覆盖和提交覆盖。

2） 脏读：一个事务读取到了另一个事务修改但未提交的数据。

3） 不可重复读：一个事务中多次读取同一行记录不一致，后面读取的跟前面读取的不一致。

4） 幻读：一个事务中多次按相同条件查询，结果不一致。

排队

完全顺序执行所有事务的数据库操作，不需要加锁，简单的说就是全局排队，强一致性，处理性能低。

排他锁和读写锁

排他锁

如果事务之间涉及到相同的数据项时，使用排他锁，或叫互斥锁，先进入的事务独占数据项以后，其他事务被阻塞，等待前面的事务释放锁。

读写锁

读写锁就是进一步细化锁的颗粒度，区分读操作和写操作，让读和读之间不加锁，读写锁，可以让读和读并行，而读和写、写和读、写和写这几种之间还是要加排他锁。

MVCC

多版本控制MVCC，也就是Copy on Write的思想。MVCC除了支持读和读并行，还支持读和写、写和读的并行，但为了保证一致性，写和写是无法并行的，写写并行可以用乐观锁和悲观锁。每次事务修改操作之前，都会在Undo日志中记录修改之前的数据状态和事务号，该备份记录可以用于其他事务的读取，也可以进行必要时的数据回滚。

实现原理

MVCC最大的好处是读不加锁，读写不冲突。，读操作可以分为两类: 快照读与当前读，支持可重复读和读已提交。

快照读：读取的是记录的快照版本（有可能是历史版本），不用加锁。

当前读：读取的是记录的最新版本，并且当前读返回的记录，都会加锁，保证其他事务不会再并发修改这条记录。

事务隔离级别

数据库的事务隔离级别越高，并发问题就越小，但是并发处理能力越差。

读未提交：解决了回滚覆盖类型的更新丢失，但是可能发生脏读现象，也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数据。

已提交读：只能读取到其他会话中已经提交的数据，解决了脏读。但可能发生 不可重复读现象，也就是可能在一个事务中两次查询结果不一致。

可重复度：解决了不可重复读，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。不过可能会出现幻读，当用户读取某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围插入了新行，当用户在读取该范围的数据时会发现有新的幻影行。

可串行化：所有的增删改查串行执行。它通过强制事务排序，解决相互冲突，从而解决幻读的问题。

事务隔离级别和锁的关系

1）事务隔离级别是SQL92定制的标准，相当于事务并发控制的整体解决方案，本质上是对锁和MVCC使用的封装，隐藏了底层细节。

2）锁是数据库实现并发控制的基础，事务隔离性是采用锁来实现，对相应操作加不同的锁，就可以防止其他事务同时对数据进行读写操作。

3）对用户来讲，首先选择使用隔离级别，当选用的隔离级别不能解决并发问题或需求时，才有必要在开发中手动的设置锁。

锁分类

操作的粒度可分为表级锁、行级锁和页级锁

1）表级锁：每次操作锁住整张表。锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。应用在 MyISAM、InnoDB、BDB 等存储引擎中。

2）行级锁：每次操作锁住一行数据。锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度最高。应 用在InnoDB 存储引擎中。

3）页级锁：每次锁定相邻的一组记录，锁定粒度界于表锁和行锁之间，开销和加锁时间界于表锁和行锁之间，并发度一般。应用在BDB 存储引擎中。

操作的类型可分为读锁和写锁

读锁（S锁）：共享锁，针对同一份数据，多个读操作可以同时进行而不会互相影响。

写锁（X锁）：排他锁，当前写操作没有完成前，它会阻断其他写锁和读锁。

IS锁、IX锁：意向读锁、意向写锁，属于表级锁，S和X主要针对行级锁。在对表记录添加S或X锁之前，会先对表添加IS或IX锁。

操作的性能可分为乐观锁和悲观锁

乐观锁：一般的实现方式是对记录数据版本进行比对，在数据更新提交的时候才会进行冲突检测，如果发现冲突了，则提示错误信息。

悲观锁：在对一条数据修改的时候，为了避免同时被其他人修改，在修改数据之前先锁定， 再修改的控制方式。共享锁和排他锁是悲观锁的不同实现，但都属于悲观锁范畴。

行锁原理

InnoDB行锁是通过对索引数据页上的记录加锁实现的，主要实现算法有 3 种：Record Lock、Gap Lock 和 Next-key Lock。

RecordLock锁：锁定单个行记录的锁。（记录锁，RC、RR隔离级别都支持）

GapLock锁：间隙锁，锁定索引记录间隙，确保索引记录的间隙不变。（范围锁，RR隔离级别支 持）

Next-key Lock 锁：记录锁和间隙锁组合，同时锁住数据，并且锁住数据前后范围。（记录锁+范围锁，RR隔离级别支持）

锁的应用

主键加锁行为：仅在主键索引记录上加X锁。

唯一键加锁行为：唯一索引上加X锁，然后在主键索引记录上加X锁。

非唯一键加锁行为：对满足条件的记录和主键分别加X锁，前后范围分别加Gap Lock。

无索引加锁行为：表里所有行和间隙都会加X锁，当没有索引时，会导致全表锁定，因为InnoDB引擎 锁机制是基于索引实现的记录锁定。

1） select … from 语句 不加锁

2） select … from lock in share mode语句 共享锁 Next-Key Lock锁，存在唯一索引可降级为RecordLock锁。

3） select … from for update语句 排他锁 Next-Key Lock锁，存在唯一索引可降级为RecordLock锁。

4） update … where 语句 Next-Key Lock锁，存在唯一索引可降级为RecordLock锁。

5） delete … where 语句 Next-Key Lock锁，存在唯一索引可降级为RecordLock锁。

6） insert语句 RecordLock锁。

悲观锁

数据处理过程，将数据处于锁定状态，一般使用数据库的锁机制实现。从广义上来讲，行锁、表锁、读锁、写锁、共享锁、排他锁等，都属于悲观锁。

表级锁：每次操作都锁住整张表，并发度最低。

共享锁（行级锁-读锁）：只能读取，不能修改，修改操作被阻塞。

排他锁（行级锁-写锁）：当前事务可以读取和修改，其他事务不能修改，也不能获取记录锁。

乐观锁

在数据库操作时， 想法很乐观，认为这次的操作不会导致冲突，因此在数据库操作时并不做任何的特殊处理，即不加锁，而是在进行事务提交时再去判断是否有冲突了。

乐观锁实现：使用版本字段（version）、使用时间戳（Timestamp）

死锁

表锁死锁

用户A–》A表（表锁）–》B表（表锁）

用户B–》B表（表锁）–》A表（表锁）

用户A、B都锁住一张表，又在互相访问且不释放锁住的表资源，因此对于数据库的多表操作时，尽量按照相同的顺序进行处理，尽量避免同时锁定两个资源。

行级锁死锁

1）事务中执行了一条没有索引条件的查询，引发全表扫描，把行级锁上升为全表记录锁定，多个这样的事务执行后，就很容易产生死锁和阻塞，因此SQL语句中不要使用太复杂的关联多表的查询。

2）两个事务分别想拿到对方持有的锁，互相等待，于是产生死锁，因此在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源。

共享锁转换为排他锁

事务A查询一条记录，加共享锁，这时候事务B对同一条记录进行更新，事务B 的排他锁要等事务A共享锁释放，而事务A需要继续执行更新需要排他锁，而事务B的排他锁已经在等待队列中，因此可以通过乐观锁控制，或者前端提交按钮做控制，避免用户频繁点击造成这种情况。

死锁排查

查看死锁日志及锁状态变量

1）查看近期死锁日志信息；

2）使用explain查看下SQL执行计划