事務(wù)和鎖

事務(wù)的定義

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。

事務(wù)的特點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

BEGINTRANSACTION開始事務(wù)

COMMITTRANSACTION提交事務(wù)

ROLLBACKTRANSACTION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：此種異常時因為一個事務(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標準定義）

READUNCOMMITTED（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

READCOMMITTED（提交讀）：大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)默認的隔離級別（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。

REPEATABLEREAD（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默認隔離級別

SERIALIZABLE（可串行化）：最高的隔離級別，它通過強制事務(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

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，先申請該對象的U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

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，因為解鎖不必發(fā)生在事務(wù)結(jié)尾。它的不足是沒有解決死鎖的問題，因為它在加鎖階段沒有順序要求。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。