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数据库锁笔记

jiezi

引言

MyISAM不支持事务。

MyISAM 与 InnoDB 关于锁方面的区别是什么

MyISAM默认使用的是表级锁，不支持行级锁。

InnoDB默认使用的是行级锁，也支持表级锁。

读锁 / 共享锁：其他 session 可以读，但不能写。

写锁 / 排他锁：其他 session 既不能读，也不能写。

MyISAM，对数据进行查询时，自动为该表加上一个表级的“读锁”；对数据进行增删改时，会为该表加上一个表级的“写锁”。当“读锁”未被释放的时候，另一个 session 对这张表进行写操作会被阻塞。

InnoDB的行锁也类似，对一行进行加锁，如果是读锁，其他事务可以读，但是不可以写；如果是写锁，其他事务既不能读，也不能写。

InnoDB会自动为增删改查语句开启事务，并自动提交或回滚，在事务提交或回滚后会自动同时释放锁。

如果没有走事务，会进行全表遍历，提升为表锁。

MyISAM适合的场景

  1. 频繁执行全表 count 语句。MyISAM会保存整个表的行数。
  2. 对数据进行增删改的频率不高，查询非常频繁。
  3. 适合没有事务的场景。

InnoDB适合的场景

  1. 数据增删改查都相当频繁。
  2. 可靠性要求比较高，要求支持事务。

锁的分类

按锁粒度划分

表级锁、行级锁、页级锁。

表级锁速度快，但冲突多，行级冲突少，但速度慢。页级锁介于两者之间，锁定相邻的一组记录。

按锁级别划分

共享锁、排他锁。

按加锁方式划分

自动锁、显式锁。

按操作划分

DML锁、DDL锁。

按使用方式划分

乐观锁、悲观锁。

乐观锁：在操作时很乐观，认为操作不会产生并发问题(不会有其他线程对数据进行修改)，因此不会上锁。但是在更新时会判断其他线程在这之前有没有对数据进行修改。

悲观锁：总是假设最坏的情况，每次取数据时都认为其他线程会修改，所以都会加（悲观）锁。一旦加锁，不同线程同时执行时, 只能有一个线程执行，其他的线程在入口处等待，直到锁被释放。

数据库事务的四大特性

ACID

A：原子性，事务包含的所有操作，要么全部成功，要么全部失败。
C：一致性，事务确保数据只有操作前状态和操作后状态，访问时绝不会出现中间态。
I：隔离性，多个事务并发执行时，一个事务的执行不应该影响其他事务。
D：持久性，一个事务一旦提交，对数据的修改永久保存。

事务隔离级别以及各级别下的并发访问问题

MySQL 事务的隔离级别

  1. READ-UNCOMMITTED：在一个事务中，可以读取到其他事务未提交的数据变化。在生产环境中不建议使用。
  2. READ-COMMITTED：在一个事务中，可以读取到其他事务已经提交的数据变化。是 Oracle 默认的事务隔离级别。
  3. REPEATABLE-READ：在其中一个事务中，直到事务结束前，都可以反复读取到事务刚开始时看到的数据。是 MySQL 默认的事务隔离级别。
  4. SERIALIZABLE：在每个读的数据行上都加表级共享锁，在每次写数据时都加表级排他锁。这样会造成 InnoDB 的并发能力下降，大量的超时和锁竞争就会发生。在生产环境中不建议使用。

事务并发访问引起的问题以及如何避免

  1. 更新丢失：MySQL所有事务隔离级别在数据库层面上均可避免。
  2. 脏读：一个事务读到另一个事务没有提交的数据，READ-COMMITTED事务隔离级别以上可避免。
  3. 不可重复读：其他事务有提交，导致多次读取同一数据时结果不一致，REPEATABLE-READ事务隔离级别以上可避免。
  4. 幻读：更新 M 条数据，其他事务对数据进行了增删，却成功了 M+N/M-N 条，产生了幻觉，SERIALIZABLE事务隔离级别可避免。但是 MySQL 的InnoDB引擎在 REPEATABLE-READ 就避免了幻读现象。

InnoDB REPEATABLE-READ 隔离级别下如何避免幻读

表象：快照读（伪MVCC）

内在：next-key 锁 （行锁 +gap 锁）

当前读和快照读

当前读：即加了锁的增删改查语句，读取的是记录的最新版本，并且读取之后还需要保证其他并发事务不能修改当前记录，所以要加锁。

快照读：不加锁的非阻塞读，SELECT。为了提升并发性能，读写不冲突，基于MVCC，避免了加锁操作，开销更低。

MVCC：多版本并发控制，避免使用锁，保存某个时间点上的数据快照。

next-key 锁

行锁：对单个行上锁。

Gap锁：对间隔上锁。

对主键索引或者唯一索引会用 Gap 锁吗？

如果 WHERE 条件全部命中，则不会用 Gap 锁，只会加记录锁。

如果 WHERE 条件部分命中或全不命中，则会加 Gap 锁。

Gap 锁会用在非唯一索引或者不走索引的当前读中

非唯一索引

只会锁住操作相邻的区间。

不走索引

所有的区间都会被锁住。

RC、RR 级别下的 InnoDB 的非阻塞读如何实现

  • 数据行里的 DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR、DB_ROW_ID 字段。
  • undo日志。
  • read view，决定当前事务能看到的是哪个版本的数据。
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