《高效能MySQL》讀書筆記－－鎖、事務、隔離等級 轉

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1.鎖為什麼需要鎖？因為資料庫要解決並發控制問題。在同一時刻，可能會有多個用戶端對錶中同一行記錄進行操作，比如有的在讀取該行資料，其他的嘗試去刪除它。為了保證資料的一致性，資料庫就要對這種並行作業進行控制，因此就有了鎖的概念。1.1鎖的分類從對資料操作的類型（讀\寫）分

讀鎖（共用鎖定）：針對同一塊資料，多個讀操作可以同時進行而不會互相影響。

寫鎖（獨佔鎖定）：當前寫操作沒有完成前，它會阻斷其他寫鎖和讀鎖。

大多數時候，MySQL鎖的內部管理都是透明的。

1.2鎖粒度（Lock granularity）為了儘可能提高資料庫的並發度，每次鎖定的資料範圍越小越好，理論上每次只鎖定當前操作的資料的方案會得到最大的並發度，但是管理鎖是很耗資源的事情（涉及擷取，檢查，釋放鎖等動作），因此資料庫系統需要在高並發響應和系統效能兩方面進行平衡，這樣就產生了“鎖粒度（Lock granularity）”的概念。一種提高共用資源並發發性的方式是讓鎖定對象更有選擇性。盡量只鎖定需要修改的部分資料，而不是所有的資源。更理想的方式是，只對會修改的資料片進行精確的鎖定。任何時候，在給定的資源上，鎖定的資料量越少，則系統的並發程度越高，只要相互之間不發生衝突即可。但是，加鎖也需要消耗資源。鎖的各種操作，包括獲得鎖、檢查鎖和是否已經解除、釋放鎖等，都會增加系統的開銷。所謂鎖策略，就是在鎖的開銷和資料的安全性之間尋求平衡。

表鎖：管理鎖的開銷最小，同時允許的並發量也最小的鎖機制。MyIsam儲存引擎使用的鎖機制。當要寫入資料時，把整個表都鎖上，此時其他讀、寫動作一律等待。在MySql中，除了MyIsam儲存引擎使用這種鎖策略外，MySql本身也使用表鎖來執行某些特定動作，比如alter table.

另外，寫鎖比讀鎖有更高的優先順序，因此一個寫鎖可能會被插入到讀鎖隊列的前面。

行鎖：可以支援最大並發的鎖策略（同時也帶來了最大的鎖開銷）。InnoDB和Falcon兩張儲存引擎都採用這種策略。行級鎖只在儲存引擎層實現，而MySQL伺服器層沒有實現。伺服器層完全不瞭解儲存引擎中的鎖實現。

MySql是一種開放的架構，你可以實現自己的儲存引擎，並實現自己的鎖粒度策略，不像Oracle，你沒有機會改變鎖策略，Oracle採用的是行鎖。

 

1.3死結（Dead Lock）死結是指兩個或者多個事務在同一資源上相互佔用，並請求鎖定對方佔用的資源，從而導致惡性迴圈的假象。多個事務同時鎖定同一個資源時，也會產生死結。資料庫系統實現了各種死結檢測和死結逾時的機制，InnoDB目前處理死結的方法是，將持有最少行級獨佔鎖定的事務進行復原。 2.事務（Transaction）

 

2.1事務ACID原則從業務角度出發，對資料庫的一組操作要求保持4個特徵：

 

Atomicity（原子性）：一個事務必須被視為一個不可分割的最小工作單元，整個事務中的所有操作要麼全部提交成功，要麼全部失敗復原，對於一個事務來說，不可能只執行其中的一部分操作，這就是事務的原子性。

Consistency（一致性）：資料庫總是從一個一致性狀態轉換到另一個一致狀態。下面的銀行列子會說到。

Isolation（隔離性）：通常來說，一個事務所做的修改在最終提交以前，對其他事務是不可見的。注意這裡的“通常來說”，後面的事務隔離級層級會說到。

Durability（持久性）：一旦事務提交，則其所做的修改就會永久儲存到資料庫中。此時即使系統崩潰，修改的資料也不會丟失。（持久性的安全性與重新整理記錄層級也存在一定關係，不同的層級對應不同的資料安全層級。）

為了更好地理解ACID，以銀行賬戶轉賬為例：

1 START TRANSACTION;

2 SELECT balance FROM checking WHERE customer_id = 10233276;
3 UPDATE checking SET balance = balance - 200.00 WHERE customer_id = 10233276;
4 UPDATE savings SET balance = balance + 200.00 WHERE customer_id = 10233276;
5 COMMIT;

原子性：要麼完全提交（10233276的checking餘額減少200，savings 的餘額增加200），要麼完全復原（兩個表的餘額都不發生變化）

一致性：這個例子的一致性體現在 200元不會因為資料庫系統運行到第3行之後，第4行之前時崩潰而不翼而飛，因為事物還沒有提交。

隔離性：允許在一個事務中的動作陳述式會與其他事務的語句隔離開，比如事務A運行到第3行之後，第4行之前，此時事務B去查詢checking餘額時，它仍然能夠看到在事務A中被減去的200元（賬戶錢不變），因為事務A和B是彼此隔離的。在事務A提交之前，事務B觀察不到資料的改變。

持久性：這個很好理解。

事務跟鎖一樣都會需要大量工作，因此你可以根據你自己的需要來決定是否需要事務支援，從而選擇不同的儲存引擎。

2.2隔離等級（Isolation Level）

 SQL標準定義了4類隔離等級，包括了一些具體規則，用來限定事務內外的哪些改變是可見的，哪些是不可見的。低層級的隔離級一般支援更高的並發處理，並擁有更低的系統開銷。
Read Uncommitted（未提交讀）

       在該隔離等級，所有事務都可以看到其他未提交事務的執行結果。本隔離等級很少用於實際應用，因為它的效能也不比其他層級好多少。讀取未提交的資料，也被稱之為髒讀（Dirty Read）。
Read Committed（提交讀）

       這是大多數資料庫系統的預設隔離等級（但不是MySQL預設的）。它滿足了隔離的簡單定義：一個事務只能看見已經提交事務所做的改變。這種隔離等級 也支援所謂的不可重複讀取（Nonrepeatable Read），因為同一事務的其他執行個體在該執行個體處理其間可能會有新的commit，所以同一select可能返回不同結果。
Repeatable Read（可重複讀）

       這是MySQL的預設交易隔離等級，它確保同一事務的多個執行個體在並發讀取資料時，會看到同樣的資料行。不過理論上，這會導致另一個棘手的問題：幻讀 （Phantom Read）。簡單的說，幻讀指當使用者讀取某一範圍的資料行時，另一個事務又在該範圍插入入了新行，當使用者再讀取該範圍的資料行時，會發現有新的“幻影” 行。InnoDB和Falcon儲存引擎通過多版本並發控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）機制解決了該問題。

這裡有介紹MVCC策略：http://blog.csdn.net/xifeijian/article/details/45230053

Serializable（可序列化） 
這是最高的隔離等級，它通過強制事務排序，使之不可能相互衝突，從而解決幻讀問題。簡言之，它是在每個讀的資料行上加上共用鎖定。在這個層級，可能導致大量的逾時現象和鎖競爭。

         這四種隔離等級採取不同的鎖類型來實現，若讀取的是同一個資料的話，就容易發生問題。例如：

         髒讀(Drity Read)：某個事務已更新一份資料，另一個事務在此時讀取了同一份資料，由於某些原因，前一個RollBack了操作，則後一個事務所讀取的資料就會是不正確的。

         不可重複讀取(Non-repeatable read):在一個事務的兩次查詢之中資料不一致，這可能是兩次查詢過程中間插入了一個事務更新的原有的資料。

         幻讀(Phantom Read):在一個事務的兩次查詢中資料筆數不一致，例如有一個事務查詢了幾列(Row)資料，而另一個事務卻在此時插入了新的幾列資料，先前的事務在接下來的查詢中，就會發現有幾列資料是它先前所沒有的。

         在MySQL中，實現了這四種隔離等級，分別有可能產生問題如下所示：

 

MySQL重點：《高效能MySQL》讀書筆記－－索引：http://blog.csdn.net/xifeijian/article/details/20312557

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