MySQL系列-高级-深入理解Mysql事务隔离级别与锁机制01(上)

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RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
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简介: MySQL系列-高级-深入理解Mysql事务隔离级别与锁机制1. 概述2.事务及其ACID属性1. ACID2. 并发事务处理带来的问题

1. 概述

我们的数据库一般都会并发执行多个事务,多个事务可能会并发的对相同的一批数据进行增删改查操作,可能就会导致我们说的脏写、脏读、不可重复读、幻读这些问题。这些问题的本质都是数据库的多事务并发问题,为了解决多事务并发问题,数据库设计了事务隔离机制、锁机制、MVCC多版本并发控制隔离机制,用一整套机制来解决多事务并发问题。接下来,我们会深入讲解这些机制,让大家彻底理解数据库内部的执行原理。

2.事务及其ACID属性

1. ACID

事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元,事务具有以下4个属性,通常简称为事务的ACID属性。

原子性(Atomicity) :事务是一个原子操作单元,其对数据的修改,要么全都执行,要么全都不执行。

一致性(Consistent) :在事务开始和完成时,数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规

则都必须应用于事务的修改,以保持数据的完整性。

隔离性(Isolation) :数据库系统提供一定的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程中的中间状态对外部是不可见的,反之亦然。

持久性(Durable) :事务完成之后,它对于数据的修改是永久性的,即使出现系统故障也能够保持。


2. 并发事务处理带来的问题

更新丢失(Lost Update)或脏写

当两个或多个事务选择同一行,然后基于最初选定的值更新该行时,由于每个事务都不知道其他事务的存在,就会发生丢失更新问题–最后的更新覆盖了由其他事务所做的更新。

脏读(Dirty Reads)

一个事务正在对一条记录做修改,在这个事务完成并提交前,这条记录的数据就处于不一致的状态;这时,另一个事务也来读取同一条记录,如果不加控制,第二个事务读取了这些“脏”数据,并据此作进一步的处理,就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象的叫做“脏读”。

一句话:事务A读取到了事务B已经修改但尚未提交的数据,还在这个数据基础上做了操作。此时,如果B事务回滚,A读取的数据无效,不符合一致性要求。

不可重读(Non-Repeatable Reads)

一个事务在读取某些数据后的某个时间,再次读取以前读过的数据,却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了!这种现象就叫做“不可重复读”。

一句话:事务A内部的相同查询语句在不同时刻读出的结果不一致,不符合隔离性

幻读(Phantom Reads)

一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据,却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据,这种现象就称为“幻读”。

一句话:事务A读取到了事务B提交的新增数据,不符合隔离性

3. 事务隔离级别

“脏读”、“不可重复读”和“幻读”,其实都是数据库读一致性问题,必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。


数据库的事务隔离越严格,并发副作用越小,但付出的代价也就越大,因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上“串行化”进行,这显然与“并发”是矛盾的。

同时,不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的,比如许多应用对“不可重复读"和“幻读”并不敏感,可能更关心数据并发访问的能力。

常看当前数据库的事务隔离级别:

show variables like 'tx_isolation';

设置事务隔离级别:

set tx_isolation='REPEATABLE-REA

Mysql默认的事务隔离级别是可重复读,用Spring开发程序时,如果不设置隔离级别默认用Mysql设置的隔离级别,如果Spring设置了就用已经设置的隔离级别

3. 锁

锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。在数据库中,除了传统的计算资源(如CPU、RAM、I/O等)的争用以外,数据也是一种供需要用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题,锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。

1. 锁分类

从性能上分为乐观锁(用版本对比来实现)和悲观锁

从对数据操作的粒度分,分为表锁和行锁

从对数据库操作的类型分,分为读锁和写锁(都属于悲观锁),还有意向锁

读锁(共享锁,S锁(Shared)):针对同一份数据,多个读操作可以同时进行而不会互相影响,比如:

select * from T where id=1 lock in share mode

写锁(排它锁,X锁(eXclusive)):当前写操作没有完成前,它会阻断其他写锁和读锁,数据修改操作都会加写锁,查询也可以通过for update加写锁,比如:

select * from T where id=1 for update

意向锁(Intention Lock):又称I锁,针对表锁,主要是为了提高加表锁的效率,是mysql数据库自己加的。当有事务给表的数据行加了共享锁或排他锁,同时会给表设置一个标识,代表已经有行锁了,其他事务要想对表加表锁时,就不必逐行判断有没有行锁可能跟表锁冲突了,直接读这个标识就可以确定自己该不该加表锁。特别是表中的记录很多时,逐行判断加表锁的方式效率很低。而这个标识就是意向锁。

意向锁主要分为:

意向共享锁,IS锁,对整个表加共享锁之前,需要先获取到意向共享锁。

意向排他锁,IX锁,对整个表加排他锁之前,需要先获取到意向排他锁。


表锁

每次操作锁住整张表。开销小,加锁快;不会出现死锁;锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低;

一般用在整表数据迁移的场景。

基本操作

-- 建表SQL
CREATE TABLE `mylock` (
`id` INT (11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`NAME` VARCHAR (20) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE = MyISAM DEFAULT CHARSET = utf8;
-- 插入数据
INSERT INTO`test`.`mylock` (`id`, `NAME`) VALUES ('1', 'a');
INSERT INTO`test`.`mylock` (`id`, `NAME`) VALUES ('2', 'b');
INSERT INTO`test`.`mylock` (`id`, `NAME`) VALUES ('3', 'c');
INSERT INTO`test`.`mylock` (`id`, `NAME`) VALUES ('4', 'd');

手动增加表锁

lock table 表名称 read(write),表名称2 read(write);

查看表上加过的锁

show open tables;

删除表锁

unlock tables;

2. MylSAM表读/写锁案例分析

1. 读锁操作

给mylock表加读锁

LOCK TABLE mylock READ;

输出为:

[SQL]-- SHOW OPEN TABLES;
LOCK TABLE mylock READ;
受影响的行: 0
时间: 0.001s

当前session和其他session都可以读该表

当前session中插入或者更新锁定的表都会报错,其他session插入或更新则会等待

新打开一个session

INSERT INTO mylock VALUES(5,'e');

此时等待,页面为:


在锁的session中,解锁

unlock TABLE;

插入完成

2. 写锁操作

给mylock表加写锁

LOCK TABLE mylock WRITE;

输出为:

[SQL]LOCK TABLE mylock WRITE;
受影响的行: 0
时间: 0.001s

当前session对该表的增删改查都没有问题,其他session对该表的所有操作被阻塞

在当前session进行插入操作:

INSERT INTO mylock VALUES(6,'f');

输出为:


新打开一个session,进行查询:

SELECT * FROM test.mylock ;

输出为:


在锁的session中,解锁

unlock TABLE;

注意,多次锁表,会卡住,如果这时无法进行操作,可以输入以下命令:

show full processlist;

查看到锁住表的id,然后通过kill id杀掉,这个id即可。

kill 38



案例结论

1、对MyISAM表的读操作(加读锁) ,不会阻塞其他进程对同一表的读请求,但会阻塞对同一表的写请求。只有当

读锁释放后,才会执行其它进程的写操作。

2、对MylSAM表的写操作(加写锁) ,会阻塞其他进程对同一表的读和写操作,只有当写锁释放后,才会执行其它进

程的读写操作

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