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本文主要內(nèi)容是根據(jù)掘金小冊(cè)《從根兒上理解 MySQL》整理而來(lái)。如想詳細(xì)了解，建議購(gòu)買(mǎi)掘金小冊(cè)閱讀。

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什么是事務(wù)

事務(wù)的四大特性

1. 原子性（Atomicity） 原子性是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的一系列操作，要么全部成功，要么全部失敗，不可能出現(xiàn)部分成功的情況。以轉(zhuǎn)賬場(chǎng)景為例，一個(gè)賬戶(hù)的余額減少，另一個(gè)賬戶(hù)的余額增加，這兩個(gè)操作一定是同時(shí)成功或者同時(shí)失敗的。
2. 一致性（Consistency） 一致性是指數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性約束沒(méi)有被破壞，在事務(wù)執(zhí)行前后都是合法的數(shù)據(jù)狀態(tài)。這里的一致可以表示數(shù)據(jù)庫(kù)自身的約束沒(méi)有被破壞，比如某些字段的唯一性約束、字段長(zhǎng)度約束等等；還可以表示各種實(shí)際場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)約束，比如上面轉(zhuǎn)賬操作，一個(gè)賬戶(hù)減少的金額和另一個(gè)賬戶(hù)增加的金額一定是一樣的。
3. 隔離性（Isolation） 隔離性指的是多個(gè)事務(wù)彼此之間是完全隔離、互不干擾的。隔離性的最終目的也是為了保證一致性。
4. 持久性（Durability） 持久性是指只要事務(wù)提交成功，那么對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)做的修改就被永久保存下來(lái)了，不可能因?yàn)槿魏卧蛟倩氐皆瓉?lái)的狀態(tài)。

事務(wù)的狀態(tài)

1. 活動(dòng)的（active） 當(dāng)事務(wù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作正在執(zhí)行過(guò)程中，則該事務(wù)處于活動(dòng)狀態(tài)。
2. 部分提交的（partially committed） 當(dāng)事務(wù)中的最后一個(gè)操作執(zhí)行完成，但還未將變更刷新到磁盤(pán)時(shí)，則該事務(wù)處于部分提交狀態(tài)。
3. 失敗的（failed） 當(dāng)事務(wù)處于活動(dòng)或者部分提交狀態(tài)時(shí)，由于某些錯(cuò)誤導(dǎo)致事務(wù)無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行，則事務(wù)處于失敗狀態(tài)。
4. 中止的（aborted） 當(dāng)事務(wù)處于失敗狀態(tài)，且回滾操作執(zhí)行完畢，數(shù)據(jù)恢復(fù)到事務(wù)執(zhí)行之前的狀態(tài)時(shí)，則該事務(wù)處于中止狀態(tài)。
5. 提交的（committed） 當(dāng)事務(wù)處于部分提交狀態(tài)，并且將修改過(guò)的數(shù)據(jù)都同步到磁盤(pán)之后，此時(shí)該事務(wù)處于提交狀態(tài)。

事務(wù)隔離級(jí)別

CREATE TABLE hero (    number INT,    name VARCHAR(100),    country varchar(100),    PRIMARY KEY (number)) Engine=InnoDB CHARSET=utf8;

事務(wù)并發(fā)執(zhí)行遇到的問(wèn)題

• 臟寫(xiě)（Dirty Write） 臟寫(xiě)是指一個(gè)事務(wù)修改了其它事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)。

  

  如上圖，Session A和Session B各開(kāi)啟了一個(gè)事務(wù)，Session B中的事務(wù)先將number列為1的記錄的name列更新為'關(guān)羽'，然后Session A中的事務(wù)接著又把這條number列為1的記錄的name列更新為張飛。如果之后Session B中的事務(wù)進(jìn)行了回滾，那么Session A中的更新也將不復(fù)存在，這種現(xiàn)象就稱(chēng)之為臟寫(xiě)。
• 臟讀（Dirty Read） 臟讀是指一個(gè)事務(wù)讀到了其它事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)。

  

  如上圖，Session A和Session B各開(kāi)啟了一個(gè)事務(wù)，Session B中的事務(wù)先將number列為1的記錄的name列更新為'關(guān)羽'，然后Session A中的事務(wù)再去查詢(xún)這條number為1的記錄，如果讀到列name的值為'關(guān)羽'，而Session B中的事務(wù)稍后進(jìn)行了回滾，那么Session A中的事務(wù)相當(dāng)于讀到了一個(gè)不存在的數(shù)據(jù)，這種現(xiàn)象就稱(chēng)之為臟讀。
• 不可重復(fù)讀（Non-Repeatable Read） 不可重復(fù)讀指的是在一個(gè)事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，讀取到其它事務(wù)已提交的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致兩次讀取的結(jié)果不一致。

  

  如上圖，我們?cè)?code>Session B中提交了幾個(gè)隱式事務(wù)(mysql會(huì)自動(dòng)為增刪改語(yǔ)句加事務(wù))，這些事務(wù)都修改了number列為1的記錄的列name的值，每次事務(wù)提交之后，如果Session A中的事務(wù)都可以查看到最新的值，這種現(xiàn)象也被稱(chēng)之為不可重復(fù)讀。
• 幻讀（Phantom） 幻讀是指的是在一個(gè)事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，讀取到了其他事務(wù)新插入數(shù)據(jù)，導(dǎo)致兩次讀取的結(jié)果不一致。

  

  如上圖，Session A中的事務(wù)先根據(jù)條件number > 0這個(gè)條件查詢(xún)表hero，得到了name列值為'劉備'的記錄；之后Session B中提交了一個(gè)隱式事務(wù)，該事務(wù)向表hero中插入了一條新記錄；之后Session A中的事務(wù)再根據(jù)相同的條件number > 0查詢(xún)表hero，得到的結(jié)果集中包含Session B中的事務(wù)新插入的那條記錄，這種現(xiàn)象也被稱(chēng)之為幻讀。

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不可重復(fù)讀和幻讀的區(qū)別在于不可重復(fù)讀是讀到的是其他事務(wù)修改或者刪除的數(shù)據(jù)，而幻讀讀到的是其它事務(wù)新插入的數(shù)據(jù)。

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四種隔離級(jí)別

• READ UNCOMMITTED：未提交讀。
• READ COMMITTED：已提交讀。
• REPEATABLE READ：可重復(fù)讀。
• SERIALIZABLE：串行化。

MVCC

版本鏈

1. trx_id：事務(wù)id。每次修改某行記錄時(shí)，都會(huì)把該事務(wù)的事務(wù)id賦值給trx_id隱藏列。
2. roll_pointer：回滾指針。每次修改某行記錄時(shí)，都會(huì)把undo日志地址賦值給roll_pointer隱藏列。

ReadView

• m_ids：表示在生成ReadView時(shí)當(dāng)前系統(tǒng)中活躍的讀寫(xiě)事務(wù)的事務(wù)id列表。
• min_trx_id：表示在生成ReadView時(shí)當(dāng)前系統(tǒng)中活躍的讀寫(xiě)事務(wù)中最小的事務(wù)id，也就是m_ids中的最小值。
• max_trx_id：表示生成ReadView時(shí)系統(tǒng)中應(yīng)該分配給下一個(gè)事務(wù)的id值。
• creator_trx_id：表示生成該ReadView事務(wù)的事務(wù)id。

1. 如果被訪問(wèn)版本的trx_id屬性值與ReadView中的creator_trx_id值相同，意味著當(dāng)前事務(wù)在訪問(wèn)它自己修改過(guò)的記錄，所以該版本可以被當(dāng)前事務(wù)訪問(wèn)。
2. 如果被訪問(wèn)版本的trx_id屬性值小于ReadView中的min_trx_id值，表明生成該版本的事務(wù)在當(dāng)前事務(wù)生成ReadView前已經(jīng)提交，所以該版本可以被當(dāng)前事務(wù)訪問(wèn)。
3. 如果被訪問(wèn)版本的trx_id屬性值大于或等于ReadView中的max_trx_id值，表明生成該版本的事務(wù)在當(dāng)前事務(wù)生成ReadView后才開(kāi)啟，所以該版本不可以被當(dāng)前事務(wù)訪問(wèn)。
4. 如果被訪問(wèn)版本的trx_id屬性值在ReadView的min_trx_id和max_trx_id之間，那就需要判斷一下trx_id屬性值是不是在m_ids列表中，如果在，說(shuō)明創(chuàng)建ReadView時(shí)生成該版本的事務(wù)還是活躍的，該版本不可以被訪問(wèn)；如果不在，說(shuō)明創(chuàng)建ReadView時(shí)生成該版本的事務(wù)已經(jīng)被提交，該版本可以被訪問(wèn)。

鎖

1. 讀-讀 即并發(fā)事務(wù)同時(shí)訪問(wèn)同一行數(shù)據(jù)記錄。由于兩個(gè)事務(wù)都進(jìn)行只讀操作，不會(huì)對(duì)記錄造成任何影響，因此并發(fā)讀完全允許。
2. 寫(xiě)-寫(xiě) 即并發(fā)事務(wù)同時(shí)修改同一行數(shù)據(jù)記錄。這種情況下可能導(dǎo)致臟寫(xiě)問(wèn)題，這是任何情況下都不允許發(fā)生的，因此只能通過(guò)加鎖實(shí)現(xiàn)，也就是當(dāng)一個(gè)事務(wù)需要對(duì)某行記錄進(jìn)行修改時(shí)，首先會(huì)先給這條記錄加鎖，如果加鎖成功則繼續(xù)執(zhí)行，否則就排隊(duì)等待，事務(wù)執(zhí)行完成或回滾會(huì)自動(dòng)釋放鎖。
3. 讀-寫(xiě) 即一個(gè)事務(wù)進(jìn)行讀取操作，另一個(gè)進(jìn)行寫(xiě)入操作。這種情況下可能會(huì)產(chǎn)生臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀。最好的方案是讀操作利用多版本并發(fā)控制（MVCC），寫(xiě)操作進(jìn)行加鎖。

鎖的粒度

1. 行級(jí)鎖：作用在數(shù)據(jù)行上，鎖的粒度比較小。
2. 表級(jí)鎖：作用在整張數(shù)據(jù)表上，鎖的粒度比較大。

鎖的分類(lèi)

1. 共享鎖(Shared Locks)：簡(jiǎn)稱(chēng)S鎖，在事務(wù)要讀取一條記錄時(shí)，需要先獲取該記錄的S鎖。S鎖可以在同一時(shí)刻被多個(gè)事務(wù)同時(shí)持有。我們可以用select ...... lock in share mode;的方式手工加上一把S鎖。
2. 排他鎖(Exclusive Locks)：簡(jiǎn)稱(chēng)X鎖，在事務(wù)要改動(dòng)一條記錄時(shí)，需要先獲取該記錄的X鎖。X鎖在同一時(shí)刻最多只能被一個(gè)事務(wù)持有。X鎖的加鎖方式有兩種，第一種是自動(dòng)加鎖，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改的時(shí)候，都會(huì)默認(rèn)加上一個(gè)X鎖。還有一種是手工加鎖，我們用一個(gè)FOR UPDATE給一行數(shù)據(jù)加上一個(gè)X鎖。

InnoDB中的表級(jí)鎖

1. AUTO-INC鎖：在執(zhí)行插入語(yǔ)句的時(shí)先加上表級(jí)別的AUTO-INC鎖，插入執(zhí)行完成后立即釋放鎖。如果我們的插入語(yǔ)句在執(zhí)行前無(wú)法確定具體要插入多少條記錄，比如INSERT ... SELECT這種插入語(yǔ)句，一般采用AUTO-INC鎖的方式。
2. 輕量級(jí)鎖：在插入語(yǔ)句生成AUTO_INCREMENT值時(shí)先才獲取這個(gè)輕量級(jí)鎖，然后在AUTO_INCREMENT值生成之后就釋放輕量級(jí)鎖。如果我們的插入語(yǔ)句在執(zhí)行前就可以確定具體要插入多少條記錄，那么一般采用輕量級(jí)鎖的方式對(duì)AUTO_INCREMENT修飾的列進(jìn)行賦值。這種方式可以避免鎖定表，可以提升插入性能。

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mysql默認(rèn)根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景自動(dòng)選擇加鎖方式，當(dāng)然也可以通過(guò)innodb_autoinc_lock_mode強(qiáng)制指定只使用其中一種。

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InnoDB中的行級(jí)鎖

• 記錄鎖(Record Locks) 所謂記錄，就是指聚簇索引中真實(shí)存放的數(shù)據(jù)，比如上面的1、4、7、10都是記錄。

  

  顯然，記錄鎖就是直接鎖定某行記錄。當(dāng)我們使用唯一性的索引(包括唯一索引和聚簇索引)進(jìn)行等值查詢(xún)且精準(zhǔn)匹配到一條記錄時(shí)，此時(shí)就會(huì)直接將這條記錄鎖定。例如select * from t where id =4 for update;就會(huì)將0.17391304347826086" data-type="jpeg" data-w="713" src="/uploads/ueditor/20210420/1-210420155R2422.jpg?"  data-backw="552" data-backh="96"  />

  同理，間隙鎖就是鎖定某些間隙區(qū)間的。當(dāng)我們使用用等值查詢(xún)或者范圍查詢(xún)，并且沒(méi)有命中任何一個(gè)record，此時(shí)就會(huì)將對(duì)應(yīng)的間隙區(qū)間鎖定。例如select * from t where id =3 for update;或者select * from t where id > 1 and id < 4 for update;就會(huì)將(1,4)區(qū)間鎖定。
• 臨鍵鎖(Next-Key Locks) 臨鍵指的是間隙加上它右邊的記錄組成的左開(kāi)右閉區(qū)間。比如上述的(1,4]、(4,7]等。

  

  臨鍵鎖就是記錄鎖(Record Locks)和間隙鎖(Gap Locks)的結(jié)合，即除了鎖住記錄本身，還要再鎖住索引之間的間隙。當(dāng)我們使用范圍查詢(xún)，并且命中了部分record記錄，此時(shí)鎖住的就是臨鍵區(qū)間。注意，臨鍵鎖鎖住的區(qū)間會(huì)包含最后一個(gè)record的右邊的臨鍵區(qū)間。例如select * from t where id > 5 and id <= 7 for update;會(huì)鎖住(4,7]、(7,+∞)。mysql默認(rèn)行鎖類(lèi)型就是臨鍵鎖(Next-Key Locks)。當(dāng)使用唯一性索引，等值查詢(xún)匹配到一條記錄的時(shí)候，臨鍵鎖(Next-Key Locks)會(huì)退化成記錄鎖；沒(méi)有匹配到任何記錄的時(shí)候，退化成間隙鎖。