MySql數(shù)據(jù)庫(kù)——事務(wù)隔離級(jí)別和鎖關(guān)系學(xué)習(xí)

引言：

對(duì)于事務(wù)來(lái)說(shuō)，有四種隔離級(jí)別，本文通過(guò)對(duì)多篇博客的理解和匯總，加上實(shí)際的效果展示和個(gè)人理解，對(duì)MySql四種事務(wù)隔離級(jí)別和鎖進(jìn)行分析。

一.事務(wù)隔離級(jí)別：

事務(wù)具有ACID屬性，而事務(wù)的隔離級(jí)別可以不同程度的解決事務(wù)并發(fā)時(shí)可能產(chǎn)生的問(wèn)題，可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)邏輯需求，來(lái)選擇不同的事務(wù)隔離等級(jí)，事務(wù)隔離等級(jí)越高，越能保證數(shù)據(jù)的一致性，但就更趨近于串行化，降低并發(fā)性能，導(dǎo)致效率變低。

四種事務(wù)隔離級(jí)別：

未提交讀(RU)

已提交讀(RC)

可重復(fù)讀(RR)

序列化/串行化(Serializable)

這四種隔離級(jí)別可以在不同程度上解決事務(wù)在并發(fā)時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題——臟讀，不可重復(fù)讀，幻讀。

1.臟讀：有AB兩個(gè)事務(wù)，B事務(wù)對(duì)一條數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，但未提交；而A事務(wù)在這之后對(duì)同一條數(shù)據(jù)進(jìn)行讀操作，讀到的若是未提交的修改后的數(shù)據(jù)，就說(shuō)明產(chǎn)生了臟讀現(xiàn)象。

2.不可重復(fù)讀：有一個(gè)A事務(wù)和若干其他事務(wù)，A事務(wù)對(duì)一條數(shù)據(jù)(或多條符合同一查詢條件的數(shù)據(jù))進(jìn)行多次的讀操作；其他的事務(wù)對(duì)A事務(wù)所讀的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改（這里不包括插入新的數(shù)據(jù)），若是未提交，在RU級(jí)別可以讀到修改的數(shù)據(jù)，若是已提交，在RC級(jí)別及以下可以讀到修改的數(shù)據(jù)；那么這種情況就可能會(huì)導(dǎo)致A事務(wù)在多次讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)讀取的數(shù)據(jù)值不一致，這種現(xiàn)象被稱為不可重復(fù)讀。

3.幻讀：幻讀的概念在網(wǎng)上很難找到一個(gè)全面且完全正確的解釋，這里的解釋是我個(gè)人的理解，可能會(huì)有偏差。

幻讀大致上有兩種情況：

幻讀情況1：同樣的查詢語(yǔ)句，前后兩次讀取，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)量的個(gè)數(shù)發(fā)生了改變。（RU,RC級(jí)別不能解決這個(gè)問(wèn)題，RR和序列化可以解決這個(gè)問(wèn)題）

幻讀情況2：第二種情況中還可以分為兩種情況一，有AB兩個(gè)事務(wù)，A事務(wù)按某個(gè)條件查詢數(shù)據(jù)，B事務(wù)在A事務(wù)查詢之后插入了一條符合A事務(wù)查詢條件的數(shù)據(jù)，這里B事務(wù)提交與否的情況與不可重復(fù)讀的一致，在B事務(wù)做完操作后，A事務(wù)也想插入B事務(wù)剛才插入的數(shù)據(jù)，但卻發(fā)現(xiàn)插入不成功，第一次沒(méi)有讀到的數(shù)據(jù)，但卻插入不成功，這種情況即為幻讀；二，有AB兩個(gè)事務(wù)，A事務(wù)按某個(gè)條件查詢數(shù)據(jù)，B事務(wù)在A事務(wù)查詢之后，刪除了一條之前A事務(wù)查詢到的數(shù)據(jù)，在B完成操作后，A事務(wù)也想把B剛才刪除的數(shù)據(jù)刪除掉，但發(fā)現(xiàn)影響的行數(shù)是0，明明查到了，但刪不掉，這種情況也是幻讀，并且在RR的隔離級(jí)別下，不僅影響行數(shù)為0，再查的時(shí)候，數(shù)據(jù)還依然存在，造成這種現(xiàn)象的原因是RR級(jí)別使用了快照讀（在下文會(huì)有解釋）。（RR隔離級(jí)別可以在一定程度上避免這種情況，序列化可完全避免）

二.鎖的概念：

1.按功能劃分：

共享鎖(讀鎖):有A事務(wù)對(duì)某數(shù)據(jù)加讀鎖，那么其他事務(wù)只可以讀這條數(shù)據(jù)，但不能修改。

排他鎖(寫鎖):有事務(wù)A對(duì)某數(shù)據(jù)加寫鎖，那么只有A事務(wù)可以操作此數(shù)據(jù)，別的事務(wù)既不能讀，更不能改。

其實(shí)還有兩種意向鎖，但本文內(nèi)容與意向鎖關(guān)聯(lián)不大，暫不作介紹。

2.按范圍劃分：

行鎖：mysql數(shù)據(jù)庫(kù)下的InnoDB引擎支持行鎖，鎖住一行數(shù)據(jù)。

表鎖：mysql數(shù)據(jù)庫(kù)下的MyISAM和InnoDB引擎都支持表鎖，鎖住一整張表。

頁(yè)鎖在這里不做介紹

3.按用途劃分：

樂(lè)觀鎖：樂(lè)觀鎖其實(shí)從實(shí)現(xiàn)的角度上，并沒(méi)有進(jìn)行加鎖的操作，而是使用版本號(hào)，來(lái)控制數(shù)據(jù)的一致性，例如在提交修改的數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)判斷這條修改的數(shù)據(jù)的版本號(hào)是否大于修改前的版本號(hào)，若大于則修改。因?yàn)闃?lè)觀鎖沒(méi)有加鎖和解鎖的開銷，所以從效率上比較可觀，但是樂(lè)觀鎖的缺點(diǎn)是不可以跨應(yīng)用操作，所以就產(chǎn)生了悲觀鎖的概念。

悲觀鎖：悲觀鎖是真正的對(duì)需要操作的數(shù)據(jù)進(jìn)行了加鎖和解鎖的操作，來(lái)確保事務(wù)并發(fā)而帶來(lái)的問(wèn)題，雖然把數(shù)據(jù)鎖死可以減少錯(cuò)誤，但加鎖解鎖會(huì)加大開銷，效率會(huì)相應(yīng)下降。

三.事務(wù)隔離級(jí)別與鎖之間的關(guān)系：

這部分主要是介紹mysql中四種事務(wù)隔離級(jí)別是如何實(shí)現(xiàn)的，能解決那些并發(fā)問(wèn)題，以及使用了哪些鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)這四種隔離界別。

在開始下面內(nèi)容之前，需要知道mysq中兩種不同的select方式：

快照讀：讀取的是記錄的歷史版本，在一個(gè)沒(méi)有結(jié)束的事務(wù)中，快照讀每次讀取的都和在本次事務(wù)中第一次讀到的信息一致（不加讀鎖）。

當(dāng)前讀：讀取的是記錄的最新版本（會(huì)加讀鎖）。

1.未提交讀(RU)：

1.1實(shí)現(xiàn)機(jī)制：

事務(wù)在讀數(shù)據(jù)的時(shí)候采用當(dāng)前讀

事務(wù)在修改數(shù)據(jù)的時(shí)候加共享鎖，提交后釋放（解決了修改時(shí)，數(shù)據(jù)被刪除或修改的情況）

1.2臟讀情況：會(huì)發(fā)生

首先是開啟分別開啟兩個(gè)會(huì)話，后續(xù)會(huì)用A事務(wù)和B事務(wù)來(lái)代指這兩個(gè)會(huì)話，然后把事務(wù)隔離級(jí)別設(shè)置為RU

以下操作按順序進(jìn)行：

A事務(wù)查詢某表信息：

B事務(wù)插入新數(shù)據(jù)，但不提交：

A事務(wù)再次查詢此表：讀到了B事務(wù)未提交的操作，臟讀情況發(fā)生

1.3不可重復(fù)讀情況：會(huì)發(fā)生

A事務(wù)查詢id為30的數(shù)據(jù)：

B事務(wù)對(duì)id為30的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改：提交與否不影響結(jié)果

A事務(wù)再次查詢id為30的數(shù)據(jù)：與第一次讀的num數(shù)據(jù)值不同，不可重復(fù)讀情況發(fā)生

1.4幻讀情況：會(huì)發(fā)生

A事務(wù)查詢id<30的數(shù)據(jù)：

B事務(wù)插入一條id<30的數(shù)據(jù)：提交與否不影響結(jié)果

A事務(wù)再次查詢id<30的數(shù)據(jù)：查到的數(shù)據(jù)比第一次多一條，幻讀情況1發(fā)生

2.已提交讀(RC)：

2.1實(shí)現(xiàn)機(jī)制：

事務(wù)在讀數(shù)據(jù)的時(shí)候加讀鎖（當(dāng)前讀），讀完即釋放共享鎖

事務(wù)在修改某數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)加上寫鎖，直到事務(wù)結(jié)束再釋放，這樣的機(jī)制保證了RC隔離級(jí)別不會(huì)發(fā)生臟讀，只有提交過(guò)的事務(wù)，才能被其他事務(wù)看見

2.2臟讀情況：不會(huì)發(fā)生

首先是開啟分別開啟兩個(gè)會(huì)話，后續(xù)會(huì)用A事務(wù)和B事務(wù)來(lái)代指這兩個(gè)會(huì)話，然后把事務(wù)隔離級(jí)別設(shè)置為RC。

以下操作按順序進(jìn)行：

A事務(wù)查詢某表信息：

B事務(wù)插入新數(shù)據(jù)，但不提交：

A事務(wù)再次查詢此表：沒(méi)有讀到B事務(wù)插入的數(shù)據(jù)，臟讀情況沒(méi)有發(fā)生

2.3不可重復(fù)讀情況：會(huì)發(fā)生

RC隔離級(jí)別下的不可重復(fù)讀的情況和RU是類似的，只是B事務(wù)在修改數(shù)據(jù)的時(shí)候，需要提交。

2.4幻讀情況：會(huì)發(fā)生

RC隔離級(jí)別下的幻讀的情況和RU是類似的，只是B事務(wù)在插入數(shù)據(jù)的時(shí)候，需要提交。

3.可重復(fù)讀(RR)：

3.1實(shí)現(xiàn)機(jī)制：MVCC（Mysql下的InnoDB引擎為例）

事務(wù)在讀數(shù)據(jù)的時(shí)候采用的是快照讀（解決不可重復(fù)讀問(wèn)題）

事務(wù)在修改數(shù)據(jù)的時(shí)候加寫鎖，并且Mysql采用了間隙鎖，但觸發(fā)間隙鎖的前提是（查詢條件列不可以是唯一索引和主鍵），在觸發(fā)間隙鎖后，會(huì)鎖住一定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，防止在這范圍內(nèi)插入數(shù)據(jù)，這個(gè)機(jī)制可以在一定程度上降低發(fā)生幻讀情況2的可能。

3.2臟讀情況：不會(huì)發(fā)生

首先是開啟分別開啟兩個(gè)會(huì)話，后續(xù)會(huì)用A事務(wù)和B事務(wù)來(lái)代指這兩個(gè)會(huì)話，然后把事務(wù)隔離級(jí)別設(shè)置為RR。

RR隔離級(jí)別下的臟讀的情況和RC一樣

3.3不可重復(fù)讀情況：不會(huì)發(fā)生

A事務(wù)查詢id為30的數(shù)據(jù)：

B事務(wù)對(duì)id為30的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改：修改后提交事務(wù)

A事務(wù)再次查詢id為30的數(shù)據(jù)：與第一次讀的num數(shù)據(jù)值相同，沒(méi)有發(fā)生不可重復(fù)讀的情況

 3.4幻讀情況：會(huì)發(fā)生幻讀情況2，不會(huì)發(fā)生幻讀情況1（雖然其他事務(wù)仍可能會(huì)insert數(shù)據(jù)，但是由于RR采用了快照讀，所以不會(huì)讀到insert的數(shù)據(jù)）

幻讀情況2：會(huì)發(fā)生

A事務(wù)查詢?nèi)繑?shù)據(jù)

B事務(wù)插入一條新數(shù)據(jù)：需要提交事務(wù)

 　　A事務(wù)由于不知B事務(wù)插入過(guò)這條數(shù)據(jù)，所以也想插入這條數(shù)據(jù)：A事務(wù)會(huì)插入失敗，并且再次全部讀數(shù)據(jù)的時(shí)候，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這條因?yàn)橹麈I約束而插入失敗的數(shù)據(jù)，這樣的情況即發(fā)生了幻讀情況2。

幻讀情況2：會(huì)發(fā)生

A事務(wù)查詢?nèi)繑?shù)據(jù)

B事務(wù)刪除A事務(wù)查詢的數(shù)據(jù)中的一條：需要提交事務(wù)

A事務(wù)由于不知B事務(wù)刪除過(guò)這條數(shù)據(jù)，所以也想刪除這條數(shù)據(jù)：A事務(wù)刪除語(yǔ)句執(zhí)行后，會(huì)發(fā)現(xiàn)影響的行數(shù)為0，并且再次全部讀數(shù)據(jù)的時(shí)候，還發(fā)現(xiàn)這條數(shù)據(jù)沒(méi)有被刪除，這樣的情況也是發(fā)生了幻讀情況2。

3.5間隙鎖發(fā)生情況：若查詢列是上有索引（且不是唯一索引）且不為主鍵，則間隙鎖會(huì)觸發(fā)一定范圍的鎖，如下面的例子；若查詢列上沒(méi)有索引且不是主鍵，那么間隙鎖會(huì)為整張表上鎖

A事務(wù)查詢?nèi)繑?shù)據(jù)：

A事務(wù)修改num=30的數(shù)據(jù)（num是普通索引），把name改為test：

B事務(wù)插入一條num=32的數(shù)據(jù)：可以插入成功

B事務(wù)插入一條num=29的數(shù)據(jù)：發(fā)現(xiàn)插入阻塞，造成這種現(xiàn)象的原因就是因?yàn)殚g隙鎖的作用，由于A事務(wù)以num=30的索引列為條件修改了數(shù)據(jù)，所以間隙鎖把num=30兩端的范圍數(shù)據(jù)給鎖起來(lái)了，即num = (5,30)，在這個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)都被上鎖了，注意這里都是開區(qū)間，在這個(gè)范圍外的數(shù)據(jù)可以被操作。

4.序列化(Serializable)：

實(shí)現(xiàn)機(jī)制：

事務(wù)在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)整個(gè)表加讀鎖，提交或回滾事務(wù)后釋放

事務(wù)在修改數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)整個(gè)表加寫鎖，提交或回滾事務(wù)后釋放

這是最高的隔離級(jí)別，可以解決臟讀，不可重復(fù)讀和幻讀，但同時(shí)效率也是最差的一個(gè)。它解決這些由于事務(wù)并發(fā)帶了的問(wèn)題的方法就是把這些操作變成串行操作，一旦不符合條件，就會(huì)被阻塞，所以效率特別差。

參考博客：

虛擬WORLD-er：https://blog.csdn.net/qq_37960007/article/details/90644635?utm_medium=distribute.pc_aggpage_search_result.none-task-blog-2~all~first_rank_v2~rank_v25-1-90644635.nonecase

三石雨：https://www.cnblogs.com/exceptioneye/p/5450874.html

李俊陽(yáng)：https://www.cnblogs.com/ljy-skill/p/10622865.html

牛初九：https://www.cnblogs.com/boboooo/p/12370770.html#4506259

Luke：https://zhuanlan.zhihu.com/p/109414420