数据库事务、mysql锁

一事务的ACID

事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元，事务具有4属性，通常称为事务的ACID属性。

原子性：

操作这些指令时，要么全部执行成功，要么全部不执行。只要其中一个指令执行失败，所有的指令都执行失败，数据进行回滚，回到执行指令前的数据状态。

一致性：

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，以操持完整性；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。

隔离性：

在该事务执行的过程中，无论发生的任何数据的改变都应该只存在于该事务之中，对外界不存在任何影响。只有在事务确定正确提交之后，才会显示该事务对数据的改变。其他事务才能获取到这些改变后的数据。

持久性：

当事务正确完成后，它对于数据的改变是永久性的。

二并发一致性问题

相对于串行处理来说，并发事务处理能大大增加数据库资源的利用率，提高数据库系统的事务吞吐量，从而可以支持可以支持更多的用户。但在并发环境下，一个事务如果受到另一个事务的影响，那么事务操作就无法满足一致性条件，主要包括以下几种情况。

丢失修改

T1 和 T2 两个事务都对一个数据进行修改，T1 先修改，T2 随后修改，T2 的修改覆盖了 T1 的修改。

脏读

T1 修改一个数据，T2 随后读取这个数据。如果 T1 撤销了这次修改，那么 T2 读取的数据是脏数据。

不可重复读

T2 读取一个数据，T1 对该数据做了修改。如果 T2 再次读取这个数据，此时读取的结果和和第一次读取的结果不同。

幻读

T1 读取某个范围的数据，T2 在这个范围内插入新的数据，T1 再次读取这个范围的数据，此时读取的结果和和第一次读取的结果不同。

不可重复读与幻读的区别

T1：select * from users where id = 1;
T2：insert into `users`(`id`, `name`) values (1, 'big cat');
T1：insert into `users`(`id`, `name`) values (1, 'big cat');

在 RR 隔离级别下，1、2 是会正常执行的，3 则会报错主键冲突.对于 T1 的业务来说是执行失败的，这里 T1 就是发生了幻读，因为T1读取的数据状态并不能支持他的下一步的业务，见鬼了一样。

在 Serializable 隔离级别下，1 执行时是会隐式的添加 gap 共享锁的，从而 2 会被阻塞，3 会正常执行，对于 T1 来说业务是正确的，成功的扼杀了扰乱业务的T2，对于T1来说他读取的状态是可以拿来支持业务的。

所以 mysql 的幻读并非什么读取两次返回结果集不同，而是事务在插入事先检测不存在的记录时，惊奇的发现这些数据已经存在了，之前的检测读获取到的数据如同鬼影一般。

不可重复读侧重表达读-读，幻读则是说读-写，用写来证实读的是鬼影。

三事务４种隔离级别比较

为了解决“隔离”与“并发”的矛盾，ISO/ANSI SQL92定义了４个事务隔离级别

mysql客户端设置隔离级别

MySQL数据库支持四种隔离级别，其中默认的隔离级别为Repeatable read (可重复读)。

//在MySQL数据库中查看当前事务的隔离级别
select @@tx_isolation;  

//在MySQL数据库中设置事务的隔离级别：
set  [glogal | session]  transaction isolation level 隔离级别名称;
set tx_isolation=’隔离级别名称;’

记住：设置数据库的隔离级别一定要是在开启事务之前！

JDBC设置mysql隔离级别

如果是使用JDBC对数据库的事务设置隔离级别的话，也应该是在调用Connection对象的setAutoCommit(false)方法之前。
参数level，可以使用Connection对象的字段

隔离级别的设置只对当前链接有效。对于使用MySQL命令窗口而言，一个窗口就相当于一个链接，当前窗口设置的隔离级别只对当前窗口中的事务有效；对于JDBC操作数据库来说，一个Connection对象相当于一个链接，而对于Connection对象设置的隔离级别只对该Connection对象有效，与其他链接Connection对象无关。

其他数据库的隔离级别支持

Oracle只提供Read committed和Serializable两个标准级别，另外还自己定义的Read only隔离级别,默认的为Read committed级别。SQL Server除支持上述ISO/ANSI SQL92定义的４个级别外，还支持一个叫做＂快照＂的隔离级别，但严格来说它是一个用MVCC实现的Serializable隔离级别。ＭySQL支持全部４个隔离级别，但在具体实现时，有一些特点，比如在一些隔离级下是采用MVCC(多版本并发控制/多版本数据库)一致性读，但某些情况又不是。

四多版本并发控制（MVCC）

多版本并发控制（MVCC）是一种用来解决读-写冲突的无锁并发控制，可以保证不阻塞地读到一致的数据，方法是为事务分配单向增长的时间戳，为每个修改保存一个版本，版本与事务时间戳关联，读操作只读该事务开始前的数据库的快照。这样在读操作不用阻塞写操作，写操作不用阻塞读操作的同时，避免了脏读和不可重复读。

版本号

系统版本号：是一个递增的数字，每开始一个新的事务，系统版本号就会自动递增。
事务版本号：事务开始时的系统版本号。

InooDB 的 MVCC 在每行记录后面都保存着两个隐藏的列，用来存储两个版本号：

创建版本号：指示创建一个数据行的快照时的系统版本号；
删除版本号：如果该快照的删除版本号大于当前事务版本号表示该快照有效，否则表示该快照已经被删除了。

未提交读隔离级别总是读取最新的数据行，无需使用 MVCC；可串行化隔离级别需要对所有读取的行都加锁，单纯使用 MVCC 无法实现（MVCC无法解决幻读）。

但是，MVCC 并没有对实现细节做约束，为此不同的数据库的语义有所不同：

postgres 是严格地无锁，对写操作也是乐观并发控制；在表中保存同一行数据记录的多个不同版本，每次写操作，都是创建，而回避更新；在事务提交时，按版本号检查当前事务提交的数据是否存在写冲突，则抛异常告知用户，回滚事务；
innodb 则只对读无锁，写操作仍是上锁的悲观并发控制，这也意味着，innodb 中只能见到因死锁和不变性约束而回滚，而见不到因为写冲突而回滚；不像postgres那样对数据修改在表中创建新纪录，而是每行数据只在表中保留一份，在更新数据时上行锁，同时将旧版数据写入 undo log；表和 undo log 中行数据都记录着事务ID，在检索时，只读取来自当前已提交的事务的行数据；

五乐观并发控制（OCC）

乐观并发控制（OCC）是一种用来解决写-写冲突的无锁并发控制，认为事务间争用没有那么多，所以先进行修改，在提交事务前，检查一下事务开始后，有没有新提交改变，如果没有就提交，如果有就放弃并重试。乐观并发控制类似自选锁。乐观并发控制适用于低数据争用，写冲突比较少的环境。

六 Innodb

InnoDB与MyISAM的最大不同有两点：一是支持事务（TRANSACTION）；二是采用了行级锁。

InnoDB锁模式及加锁方法

行锁：

共享锁（S）：允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。
排他锁（Ｘ）：允许获取排他锁的事务更新数据，阻止其他事务取得相同的数据集共享读锁和排他写锁。

另外，为了允许行锁和表锁共存，实现多粒度锁机制，InnoDB还有两种内部使用的意向锁（Intention Locks），这两种意向锁都是表锁。

意向共享锁（IS）：事务打算给数据行共享锁，事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。
意向排他锁（IX）：事务打算给数据行加排他锁，事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。

间隙锁（Next-Key锁）
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，比如有一个查询语句：

SELECT id FROM table WHERE id >= 1 AND id <=10;

而数据库存储的id值是1，2，3，7，8，9，10。InnoDB会将1到10全部锁定，也就是说4,5,6三个id也被锁定了，虽然是行锁，但是另外的事务想插入4,5,6三个id是无法插入的。 InnoDB使用间隙锁的目的，主要是为了防止幻读，但在一定程度上降低了高并发情况下的性能。

InnoDB行锁实现方式

InnoDB行锁是通过索引上的索引项来实现的，这一点ＭySQL与Oracle不同，后者是通过在数据中对相应数据行加锁来实现的。InnoDB这种行锁实现特点意味者：只有通过索引条件检索数据，InnoDB才会使用行级锁，否则，InnoDB将使用表锁！。在实际应用中，要特别注意InnoDB行锁的这一特性，不然的话，可能导致大量的锁冲突，从而影响并发性能。

七 MyISAM

读写锁

MySQL表级锁有两种模式：表共享锁（Table Read Lock）和表独占写锁（Table Write Lock）。

对MyISAM的读操作，不会阻塞其他用户对同一表请求，但会阻塞对同一表的写请求；
对MyISAM的写操作，则会阻塞其他用户对同一表的读和写操作；
MyISAM表的读操作和写操作之间，以及写操作之间是串行的。

以上三个特征是与InnoDB基本一致的

并发锁

在一定条件下，MyISAM也支持查询和操作的并发进行。
MyISAM存储引擎有一个系统变量concurrent_insert，专门用以控制其并发插入的行为，其值分别可以为0、1或2。

当concurrent_insert设置为0时，不允许并发插入。
当concurrent_insert设置为1时，如果MyISAM允许在一个读表的同时，另一个进程从表尾插入记录。这也是MySQL的默认设置。
当concurrent_insert设置为2时，无论MyISAM表中有没有空洞，都允许在表尾插入记录，都允许在表尾并发插入记录。