高性能MySql学习笔记——锁、事务、隔离级别

为什么需要锁？

因为数据库要解决并发控制问题。在同一时刻，可能会有多个客户端对Table1.rown进行操作，比如有的在读取该行数据，其他的尝试去删除它。为了保证数据的一致性，数据库就要对这种并发操作进行控制，因此就有了锁的概念。

锁的分类

从对数据操作的类型（读\写）分

读锁（共享锁）：针对同一块数据，多个读操作可以同时进行而不会互相影响。

写锁（排他锁）：当当前写操作没有完成前，它会阻断其他写锁和读锁。

从锁定的数据范围分

表锁

行锁

为了尽可能提高数据库的并发度，每次锁定的数据范围越小越好，理论上每次只锁定当前操作的数据的方案会得到最大的并发度，但是管理锁是很耗资源的事情（涉及获取，检查，释放锁等动作），因此数据库系统需要在高并发响应和系统性能两方面进行平衡，这样就产生了“锁粒度（Lock granularity）”的概念

锁粒度（Lock granularity）

表锁：管理锁的开销最小，同时允许的并发量也最小的锁机制。MyIsam存储引擎使用的锁机制。当要写入数据时，把整个表都锁上，此时其他读、写动作一律等待。在MySql中，除了MyIsam存储引擎使用这种锁策略外，MySql本身也使用表锁来执行某些特定动作，比如alter table.

行锁：可以支持最大并发的锁策略。InnoDB和Falcon两张存储引擎都采用这种策略。

MySql是一种开放的架构，你可以实现自己的存储引擎，并实现自己的锁粒度策略，不像Oracle，你没有机会改变锁策略，Oracle采用的是行锁。

事务（Transaction）

从业务角度出发，对数据库的一组操作要求保持4个特征：

Atomicity：原子性

Consistency：一致性，

Isolation：隔离性

Durability：持久性

为了更好地理解ACID，以银行账户转账为例：

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：要么完全提交（10233276的checking余额减少200，savings 的余额增加200），要么完全回滚（两个表的余额都不发生变化）

一致性：这个例子的一致性体现在 200元不会因为数据库系统运行到第3行之后，第4行之前时崩溃而不翼而飞，因为事物还没有提交。

隔离性：允许在一个事务中的操作语句会与其他事务的语句隔离开，比如事务A运行到第3行之后，第4行之前，此时事务B去查询checking余额时，它仍然能够看到在事务A中被减去的200元，因为事务A和B是彼此隔离的。在事务A提交之前，事务B观察不到数据的改变。

持久性：这个很好理解。

事务跟锁一样都会需要大量工作，因此你可以根据你自己的需要来决定是否需要事务支持，从而选择不同的存储引擎。

隔离级别（Isolation Level）

 SQL标准定义了4类隔离级别，包括了一些具体规则，用来限定事务内外的哪些改变是可见的，哪些是不可见的。低级别的隔离级一般支持更高的并发处理，并拥有更低的系统开销。
Read Uncommitted（读取未提交内容）

       在该隔离级别，所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。本隔离级别很少用于实际应用，因为它的性能也不比其他级别好多少。读取未提交的数据，也被称之为脏读（Dirty Read）。
Read Committed（读取提交内容）

       这是大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL默认的）。它满足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所做的改变。这种隔离级别 也支持所谓的不可重复读（Nonrepeatable Read），因为同一事务的其他实例在该实例处理其间可能会有新的commit，所以同一select可能返回不同结果。
Repeatable Read（可重读）

       这是MySQL的默认事务隔离级别，它确保在一个事务内的相同查询条件的多次查询会看到同样的数据行，都是事务开始时的数据快照。不过理论上，这会导致另一个棘手的问题：幻读 （Phantom Read），怎么理解幻读？简单说，虽然当前事物由于可重复读而看不到新数据，但是当当前事物去新增或者修改数据时，“隐身”的数据就会冒出来了。数据库会提示错误。引用“jackbillow的博客”的博客中关于幻读的形象的例子：

“假如，中午去食堂打饭吃，看到一个座位是空的，便屁颠屁颠的去打饭，回来后，发现这些座位都还是空的（重复读），窃喜。走到跟前刚准备坐下时，却惊现一个恐龙妹，严重影响食欲。仿佛之前看到的空座位是“幻影”一样。”

InnoDB和Falcon存储引擎通过多版本并发控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）机制解决了该问题。

Serializable（可串行化） 
这是最高的隔离级别，它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。简言之，它是在每个读的数据行上加上共享锁。在这个级别，可能导致大量的超时现象和锁竞争。

         这四种隔离级别采取不同的锁类型来实现，若读取的是同一个数据的话，就容易发生问题。例如：

         脏读(Drity Read)：一个事务读取了另一个未提交的并行事务写的数据。

“假如，中午去食堂打饭吃，看到一个座位被同学小Q占上了，就认为这个座位被占去了，就转身去找其他的座位。不料，这个同学小Q起身走了。事实：该同学小Q只是临时坐了一小下，并未“提交”。”

         不可重复读(Non-repeatable read):一个事务重新读取前面读取过的数据， 发现该数据已经被另一个已提交的事务修改过。

“假如，中午去食堂打饭吃，看到一个座位是空的，便屁颠屁颠的去打饭，回来后却发现这个座位却被同学小Q占去了。”

         幻读(Phantom Read):“假如，中午去食堂打饭吃，看到一个座位是空的，便屁颠屁颠的去打饭，回来后，发现这些座位都还是空的（重复读），窃喜。走到跟前刚准备坐下时，却惊现一个恐龙妹，严重影响食欲。仿佛之前看到的空座位是“幻影”一样。”

         在MySQL中，实现了这四种隔离级别，分别有可能产生问题如下所示：

离级别	脏读（Dirty Read）	不可重复读（NonRepeatable Read）	幻读（Phantom Read）
读未提交（Read uncommitted）	可能	可能	可能
读已提交（Read committed）	不可能	可能	可能
可重复读（Repeatable read）	不可能	不可能	可能
可串行化（Serializable ）	不可能	不可能	不可能