事务和锁
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事務(wù)和鎖
事務(wù)的定義
事務(wù)（Transaction），一般是指要做的或所做的事情。在計(jì)算機(jī)術(shù)語中是指訪問并可能更新數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)項(xiàng)的一個程序執(zhí)行單元(unit)。事務(wù)(Transaction)是訪問并可能更新數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)項(xiàng)的一個程序執(zhí)行單元(unit)。 事務(wù)通常由高級數(shù)據(jù)庫操縱語言或編程語言（如SQL，C++或Java）書寫的用戶程序的執(zhí)行所引起，并用形如begin transaction和end transaction語句（或函數(shù)調(diào)用）來界定。事務(wù)由事務(wù)開始(begin transaction)和事務(wù)結(jié)束(end transaction)之間執(zhí)行的全體操作組成。–來自百度百科
簡而言之： 事務(wù)（Transaction）是并發(fā)控制的基本單位。
所謂的事務(wù)，它是一個操作序列，這些操作要么都執(zhí)行，要么都不執(zhí)行，它是一個不可分割的工作單位。
舉個例子：銀行轉(zhuǎn)賬問題中，賬戶A向賬戶B轉(zhuǎn)賬，對應(yīng)的會有兩個操作，賬戶A減去對應(yīng)的轉(zhuǎn)賬金額，賬戶B增加對應(yīng)的轉(zhuǎn)賬金額。這兩個操作要么都執(zhí)行要么都不執(zhí)行，此時應(yīng)該把這兩個操作看做一個事務(wù)，從而保證數(shù)據(jù)一致性。
事務(wù)的特點(diǎn) ACID
原子性（Atomicity）：一個事務(wù)是一個不可分割的工作單位，事務(wù)中包括的諸操作要么都做，要么都不做。
一致性（Consistency）：事務(wù)必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。一致性與原子性是密切相關(guān)的。
隔離性（Isolation）：一個事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。即一個事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對并發(fā)的其他事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能互相干擾。
持久性（Durability）：持久性也稱永久性（permanence），指一個事務(wù)一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對其有任何影響。
事務(wù)對應(yīng)的語句
BEGIN TRANSACTION 開始事務(wù)
COMMIT TRANSACTION 提交事務(wù)
ROLLBACK TRANSACTION 回滾事務(wù)
事務(wù)并發(fā)控制
事務(wù)不考慮隔離性引發(fā)的問題
臟讀：此種異常時因?yàn)橐粋€事務(wù)讀取了另一個事務(wù)修改了但是未提交的數(shù)據(jù)，當(dāng)修改的事務(wù)進(jìn)行回滾操作時將造成讀取事務(wù)異常。
不可重復(fù)讀：在一個事務(wù)內(nèi)讀取表中的某一行數(shù)據(jù)，多次讀取結(jié)果不同。（一個事務(wù)讀取到了另外一個事務(wù)提交的數(shù)據(jù)）
幻讀（虛讀）：指在一個事務(wù)內(nèi)讀取到了別的事務(wù)插入的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致前后讀取不一致。例如讀整個表，即表的行數(shù)，例如第一次讀某個表有3條記錄，第二次讀該表又有4條記錄 （和不可重復(fù)讀的不同：不可重復(fù)讀針對的是數(shù)據(jù)的值，幻讀針對的是數(shù)據(jù)的數(shù)量）
數(shù)據(jù)庫事務(wù)隔離級別（SQL標(biāo)準(zhǔn)定義）
READ UNCOMMITTED（未提交讀）：事務(wù)中的修改，即使沒有提交，其他事務(wù)也可以看得到。很容易導(dǎo)致臟讀等眾多問題，如無必要，很少使用
READ COMMITTED（提交讀）：大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)默認(rèn)的隔離級別（除Mysql等）。這種隔離級別就是一個事務(wù)的開始，只能看到已經(jīng)完成的事務(wù)的結(jié)果，正在執(zhí)行的，是無法被其他事務(wù)看到的。這種級別會出現(xiàn)讀取舊數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，即不可重復(fù)讀的問題。
REPEATABLE READ（可重復(fù)讀）：解決了臟讀的問題，該級別保證了每行的記錄的結(jié)果是一致的，也就是上面說的讀了舊數(shù)據(jù)的問題，但是卻無法解決另一個問題，幻行，顧名思義就是突然蹦出來的行數(shù)據(jù)。指的就是某個事務(wù)在讀取某個范圍的數(shù)據(jù)，但是另一個事務(wù)又向這個范圍的數(shù)據(jù)去插入數(shù)據(jù)，導(dǎo)致多次讀取的時候，數(shù)據(jù)的行數(shù)不一致。即幻讀。–MYSQL默認(rèn)隔離級別
SERIALIZABLE（可串行化）：最高的隔離級別，它通過強(qiáng)制事務(wù)串行執(zhí)行（注意是串行），避免了前面的幻讀情況，由于他大量加上鎖，導(dǎo)致大量的請求超時，因此性能會比較底下，在特別需要數(shù)據(jù)一致性且并發(fā)量不需要那么大的時候才可能考慮這個隔離級別
隔離級別?? ?臟讀可能性?? ?不可重復(fù)讀可能性?? ?幻讀可能性?? ?加鎖讀
READ UNCOMMITTED?? ?Yes?? ?Yes?? ?Yes?? ?No
READ COMMITTED?? ?No?? ?Yes?? ?Yes?? ?No
REPEATABLE READ?? ?No?? ?No?? ?Yes?? ?No
SERIALIZABLE?? ?No?? ?No?? ?No?? ?Yes
數(shù)據(jù)庫鎖
數(shù)據(jù)庫鎖的基本類型：
X鎖：exclusive 用于寫操作?
- 某數(shù)據(jù)對象在沒有加任何鎖的情況下，一個事務(wù)可以對其加X鎖，而其他事務(wù)就不能對其再加任何鎖
S鎖：share 用于讀操作?
- 一個事務(wù)對某數(shù)據(jù)對象加了S 鎖后，其他事務(wù)就不能對其加X鎖，但可以加S鎖
U鎖：update?
- 事務(wù)要更新數(shù)據(jù)對象時，先申請?jiān)搶ο蟮腢 鎖。對象加了U鎖，允許其他事務(wù)對它加S鎖。在最后寫入時，再申請將U鎖升級為X鎖。不必在全過程中加X
不同級別的加鎖協(xié)議
一級封鎖協(xié)議（臟數(shù)據(jù)、不可重復(fù)讀）?
任一事務(wù)在寫某數(shù)據(jù)前，必須對其加上X鎖，該事務(wù)結(jié)束后才釋放。不采用S鎖，讀數(shù)據(jù)不用加鎖。
事務(wù)結(jié)束包括正常結(jié)束（COMMIT）和非正常結(jié)束（ROLLBACK）。
二級封鎖協(xié)議（不可重復(fù)讀）?
滿足一級封鎖協(xié)議，且任一事務(wù)在讀取某數(shù)據(jù)前，必須對其加上S鎖，讀完后 就釋放
三級封鎖協(xié)議（）?
滿足一級封鎖協(xié)議，且任一事務(wù)在讀取某數(shù)據(jù)前，必須對其加上S鎖，事務(wù)結(jié)束后 釋放鎖
對應(yīng)的我們便可以看到 隔離級別和加鎖協(xié)議之間的關(guān)系：?
一級封鎖協(xié)議 -> READ UNCOMMITTED?
二級封鎖協(xié)議 -> READ COMMITTED?
三級封鎖協(xié)議 -> REPEATABLE READ
其他加鎖協(xié)議
兩階段加鎖協(xié)議：
整個事務(wù)分為兩個階段，前一個階段為加鎖，后一個階段為解鎖。在加鎖階段，事務(wù)只能加鎖，也可以操作數(shù)據(jù)，但不能解鎖，直到事務(wù)釋放第一個鎖，就進(jìn)入解鎖階段，此過程中事務(wù)只能解鎖，也可以操作數(shù)據(jù)，不能再加鎖。兩階段鎖協(xié)議使得事務(wù)具有較高的并發(fā)度，因?yàn)榻怄i不必發(fā)生在事務(wù)結(jié)尾。它的不足是沒有解決死鎖的問題，因?yàn)樗诩渔i階段沒有順序要求。如兩個事務(wù)分別申請了A, B鎖，接著又申請對方的鎖，此時進(jìn)入死鎖狀態(tài)。
定理：若所有事務(wù)均遵守兩段鎖協(xié)議，則這些事務(wù)的所有交叉調(diào)度都是可串行化的。
多粒度加鎖協(xié)議
行級鎖：開銷大，加鎖慢；會出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度最小，發(fā)生鎖沖突的概率最低，并發(fā)度也最高。只在存儲引擎層實(shí)現(xiàn)
頁級鎖：開銷和加鎖時間界于表鎖和行鎖之間；會出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度界于表鎖和行鎖之間，并發(fā)度一般
表級鎖：開銷小，加鎖快；不會出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度大，發(fā)生鎖沖突的概率最高，并發(fā)度最低。
事務(wù)和鎖
事務(wù)的定義
事務(wù)（Transaction），一般是指要做的或所做的事情。在計(jì)算機(jī)術(shù)語中是指訪問并可能更新數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)項(xiàng)的一個程序執(zhí)行單元(unit)。事務(wù)(Transaction)是訪問并可能更新數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)項(xiàng)的一個程序執(zhí)行單元(unit)。 事務(wù)通常由高級數(shù)據(jù)庫操縱語言或編程語言（如SQL，C++或Java）書寫的用戶程序的執(zhí)行所引起，并用形如begin transaction和end transaction語句（或函數(shù)調(diào)用）來界定。事務(wù)由事務(wù)開始(begin transaction)和事務(wù)結(jié)束(end transaction)之間執(zhí)行的全體操作組成。–來自百度百科
簡而言之： 事務(wù)（Transaction）是并發(fā)控制的基本單位。
所謂的事務(wù)，它是一個操作序列，這些操作要么都執(zhí)行，要么都不執(zhí)行，它是一個不可分割的工作單位。
舉個例子：銀行轉(zhuǎn)賬問題中，賬戶A向賬戶B轉(zhuǎn)賬，對應(yīng)的會有兩個操作，賬戶A減去對應(yīng)的轉(zhuǎn)賬金額，賬戶B增加對應(yīng)的轉(zhuǎn)賬金額。這兩個操作要么都執(zhí)行要么都不執(zhí)行，此時應(yīng)該把這兩個操作看做一個事務(wù)，從而保證數(shù)據(jù)一致性。
事務(wù)的特點(diǎn) ACID
原子性（Atomicity）：一個事務(wù)是一個不可分割的工作單位，事務(wù)中包括的諸操作要么都做，要么都不做。
一致性（Consistency）：事務(wù)必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。一致性與原子性是密切相關(guān)的。
隔離性（Isolation）：一個事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。即一個事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對并發(fā)的其他事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能互相干擾。
持久性（Durability）：持久性也稱永久性（permanence），指一個事務(wù)一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對其有任何影響。
事務(wù)對應(yīng)的語句
BEGIN TRANSACTION 開始事務(wù)
COMMIT TRANSACTION 提交事務(wù)
ROLLBACK TRANSACTION 回滾事務(wù)
事務(wù)并發(fā)控制
事務(wù)不考慮隔離性引發(fā)的問題
臟讀：此種異常時因?yàn)橐粋€事務(wù)讀取了另一個事務(wù)修改了但是未提交的數(shù)據(jù)，當(dāng)修改的事務(wù)進(jìn)行回滾操作時將造成讀取事務(wù)異常。
不可重復(fù)讀：在一個事務(wù)內(nèi)讀取表中的某一行數(shù)據(jù)，多次讀取結(jié)果不同。（一個事務(wù)讀取到了另外一個事務(wù)提交的數(shù)據(jù)）
幻讀（虛讀）：指在一個事務(wù)內(nèi)讀取到了別的事務(wù)插入的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致前后讀取不一致。例如讀整個表，即表的行數(shù)，例如第一次讀某個表有3條記錄，第二次讀該表又有4條記錄 （和不可重復(fù)讀的不同：不可重復(fù)讀針對的是數(shù)據(jù)的值，幻讀針對的是數(shù)據(jù)的數(shù)量）
數(shù)據(jù)庫事務(wù)隔離級別（SQL標(biāo)準(zhǔn)定義）
READ UNCOMMITTED（未提交讀）：事務(wù)中的修改，即使沒有提交，其他事務(wù)也可以看得到。很容易導(dǎo)致臟讀等眾多問題，如無必要，很少使用
READ COMMITTED（提交讀）：大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)默認(rèn)的隔離級別（除Mysql等）。這種隔離級別就是一個事務(wù)的開始，只能看到已經(jīng)完成的事務(wù)的結(jié)果，正在執(zhí)行的，是無法被其他事務(wù)看到的。這種級別會出現(xiàn)讀取舊數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，即不可重復(fù)讀的問題。
REPEATABLE READ（可重復(fù)讀）：解決了臟讀的問題，該級別保證了每行的記錄的結(jié)果是一致的，也就是上面說的讀了舊數(shù)據(jù)的問題，但是卻無法解決另一個問題，幻行，顧名思義就是突然蹦出來的行數(shù)據(jù)。指的就是某個事務(wù)在讀取某個范圍的數(shù)據(jù)，但是另一個事務(wù)又向這個范圍的數(shù)據(jù)去插入數(shù)據(jù)，導(dǎo)致多次讀取的時候，數(shù)據(jù)的行數(shù)不一致。即幻讀。–MYSQL默認(rèn)隔離級別
SERIALIZABLE（可串行化）：最高的隔離級別，它通過強(qiáng)制事務(wù)串行執(zhí)行（注意是串行），避免了前面的幻讀情況，由于他大量加上鎖，導(dǎo)致大量的請求超時，因此性能會比較底下，在特別需要數(shù)據(jù)一致性且并發(fā)量不需要那么大的時候才可能考慮這個隔離級別
隔離級別?? ?臟讀可能性?? ?不可重復(fù)讀可能性?? ?幻讀可能性?? ?加鎖讀
READ UNCOMMITTED?? ?Yes?? ?Yes?? ?Yes?? ?No
READ COMMITTED?? ?No?? ?Yes?? ?Yes?? ?No
REPEATABLE READ?? ?No?? ?No?? ?Yes?? ?No
SERIALIZABLE?? ?No?? ?No?? ?No?? ?Yes
數(shù)據(jù)庫鎖
數(shù)據(jù)庫鎖的基本類型：
X鎖：exclusive 用于寫操作?
- 某數(shù)據(jù)對象在沒有加任何鎖的情況下，一個事務(wù)可以對其加X鎖，而其他事務(wù)就不能對其再加任何鎖
S鎖：share 用于讀操作?
- 一個事務(wù)對某數(shù)據(jù)對象加了S 鎖后，其他事務(wù)就不能對其加X鎖，但可以加S鎖
U鎖：update?
- 事務(wù)要更新數(shù)據(jù)對象時，先申請?jiān)搶ο蟮腢 鎖。對象加了U鎖，允許其他事務(wù)對它加S鎖。在最后寫入時，再申請將U鎖升級為X鎖。不必在全過程中加X
不同級別的加鎖協(xié)議
一級封鎖協(xié)議（臟數(shù)據(jù)、不可重復(fù)讀）?
任一事務(wù)在寫某數(shù)據(jù)前，必須對其加上X鎖，該事務(wù)結(jié)束后才釋放。不采用S鎖，讀數(shù)據(jù)不用加鎖。
事務(wù)結(jié)束包括正常結(jié)束（COMMIT）和非正常結(jié)束（ROLLBACK）。
二級封鎖協(xié)議（不可重復(fù)讀）?
滿足一級封鎖協(xié)議，且任一事務(wù)在讀取某數(shù)據(jù)前，必須對其加上S鎖，讀完后 就釋放
三級封鎖協(xié)議（）?
滿足一級封鎖協(xié)議，且任一事務(wù)在讀取某數(shù)據(jù)前，必須對其加上S鎖，事務(wù)結(jié)束后 釋放鎖
對應(yīng)的我們便可以看到 隔離級別和加鎖協(xié)議之間的關(guān)系：?
一級封鎖協(xié)議 -> READ UNCOMMITTED?
二級封鎖協(xié)議 -> READ COMMITTED?
三級封鎖協(xié)議 -> REPEATABLE READ
其他加鎖協(xié)議
兩階段加鎖協(xié)議：
整個事務(wù)分為兩個階段，前一個階段為加鎖，后一個階段為解鎖。在加鎖階段，事務(wù)只能加鎖，也可以操作數(shù)據(jù)，但不能解鎖，直到事務(wù)釋放第一個鎖，就進(jìn)入解鎖階段，此過程中事務(wù)只能解鎖，也可以操作數(shù)據(jù)，不能再加鎖。兩階段鎖協(xié)議使得事務(wù)具有較高的并發(fā)度，因?yàn)榻怄i不必發(fā)生在事務(wù)結(jié)尾。它的不足是沒有解決死鎖的問題，因?yàn)樗诩渔i階段沒有順序要求。如兩個事務(wù)分別申請了A, B鎖，接著又申請對方的鎖，此時進(jìn)入死鎖狀態(tài)。
定理：若所有事務(wù)均遵守兩段鎖協(xié)議，則這些事務(wù)的所有交叉調(diào)度都是可串行化的。
多粒度加鎖協(xié)議
行級鎖：開銷大，加鎖慢；會出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度最小，發(fā)生鎖沖突的概率最低，并發(fā)度也最高。只在存儲引擎層實(shí)現(xiàn)
頁級鎖：開銷和加鎖時間界于表鎖和行鎖之間；會出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度界于表鎖和行鎖之間，并發(fā)度一般
表級鎖：開銷小，加鎖快；不會出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度大，發(fā)生鎖沖突的概率最高，并發(fā)度最低。
參考：https://blog.csdn.net/qq_33983617/article/details/81836526
總結(jié)
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