什么是事务

MySQL支持事务的储引擎：InnoDB

事务是一条或者一组SQL操作语句。

事务的四大特性：A （atomicity）、C（consistency）、I（isolation）、D（durability）。

满足以上特性的事务操作，才能被称作完整的事务。

事务的四大特性

A（atomicity）原子性：指一个事务中的所有的操作，要么全部完成，要么全部失败回滚。即像化学中的原子一样是最小单位，不能被分割。在数据库中是由undo Log（回滚日志）来实现的。

D（Durability）持久性：事务结束之后对数据的改变是永久的，不会因为外界的干扰而导致数据更改。在数据库中是由redo Log 来实现的。

I（Isolation）隔离性：数据库允许多个事务并发的对数据库同时操作，隔离性可以防止多个事务并发执行而导致的数据不一致。隔离又分为多个隔离级别。在数据库中是由即基于锁的并发控制LBCC（Lock-Based Concurrent Control）+ 多版本并发控制（MVCC）实现的。

C（Consistency）一致性：事务开始前后没数据没有被破坏，开始前后的数据符合预期。

原子性、持久性、隔离性都是为了保证数据的一致性。

事务并发会出现的问题

事务的并发在没有隔离性控制的情况下会出现读一致性的问题

1、脏读：在一个事务中前后两次查询（针对同一条记录）得到的不一样的结果是由于其读取到其他的事务未提交的数据，这种情况叫做脏读。（未在磁盘中持久化，未提交的数据称为脏数据，所以称为脏读。）

2、不可重复读：在一个事务中前后两次查询（针对同一条记录）得到的不一样的结果是由于其读取到其他的事务已经提交的数据，这种情况叫不可重复读。

3、幻读：在一个事务中前后两次查询得到了不一样的结果数，是由于其读取到其他的事务已经提交的新的（新插入的）数据，这种情况叫幻读。

事务的四种隔离级别

针对以上的事务的并发出现的问题，MySQL给出了四种隔离级别：

1、Read Uncommitted (读未提交) ：未解决事务的并发问题，事务提交的数据对于其他事务也是可见的会出现脏读。

2、Read Committed （读已提交）：解决了脏读的问题，一个事务开始之后只能看到已提交的事务的所做的修改，但是会出现不可重复读的问题。

3、Repeatable Read（可重复读）：解决不可重复读问题，在同一个事务中，多次读取同样的数据结果是一样的，这种隔离级别解决幻读的问题。

4、Serializable（串行化）：解决所有的问题，最高的隔离级别，让事务强制串行化执行。

在MySQL的InnoDB的存储引擎中实现的隔离级别如下图所示：(全部解决)

以上隔离级别是如何实现？

第一种方案：

加锁。在读取数据前，对数据进行加锁，阻止其他的事务对其进行操作。（LBCC：Lock Based Concurrency Control）

第二种方案：

生成一个数据请求时间点的一致性数据快照（snapshot），并用这个快照来提供一定级别的（语句级或者事务级）的一致性读取。（MVCC：Multi Version Concurrency Control）这种方案只在RC和RR 中使用。

首先MVCC 的大致实现原理：

他的宗旨就是创建多个版本的数据，然后对多个版本的数据进行修改查询，从而实现事务的隔离性。

实现MVCC需要的条件：

事务需要被记录版本号（即事务的ID：DB_TRX_ID）在数据库表中以隐藏列的形式存在。
数据库表的聚集索引列ID（DB_ROW_ID）。
数据库表中另外的隐藏列：DB_ROLL_PTR 是指向undo Log的指针。
undo Log（记录数据被修改之前的日志，数据被修改时会把之前的数据拷贝到undolog，当数据进行回滚时，就根据undolog中的数据进行回滚）。
Read View（可以理解为维护的一个活跃事务ID的列表）。

开启一个事务A：会产生一个事务的ID号，同时会在readview中维护当前活跃事务的ID，DB_ROLL_PTR 指针指向事务开启之前的数据的undo Log的地址，事务A的操作始终是在当前记录的undo Log 的那些数据中记性操作，如果有其他的事务对数据操作也会指向一个undo Log的指针，操作他的undo Log的数据，所以事务之间的操作并不会影响。

什么是锁

锁是计算机协调多个进程和线程并发访问某一资源的一种机制，锁使用独占的方式来保证在只有一个版本的情况下事务之间的隔离，所以锁可以理解为单版本控制。

引入锁之后就可以支持并行处理事务，如果事务之间涉及到相同的数据时，会使用排它锁，或者叫互斥锁，先进入的事务独占数据之后，其他的事务被阻塞，等待前面的事务被释放。

锁的分类

mysql的存储引擎 InnoDB 既支持行锁也支持表锁，MyISAM 只支持表锁。

从锁的粒度分：表级锁、行级锁、页级锁。

MyISAm引擎在执行查询语句之前，会自动给涉及的表加上读锁，在执行增删改之前会自动给表加上写锁。

简而言之读锁会阻塞写而不会阻塞读，而写锁会将读和写全部阻塞。

行锁与表锁的区别：

锁定的粒度：表锁 > 行锁

加锁的效率：表锁 > 行锁

冲突的概率：表锁 > 行锁

并发的性能：表锁 < 行锁

表级锁：

应用在MyISAM、InnoDB 存储引擎中，但偏向MyISAM引擎，开销小，加锁快，无死锁，锁定的粒度大，发生锁冲突的概率大，并发度比较低。偏向于读操作

MySQL的表级锁有两种，一种是表锁，一种是元数据锁。

表锁（手动加锁）
- Read Lock （加读锁后可以在加读锁，不能加写锁）
- Write Lock （加写锁后不能加读锁和写锁）
元数据锁（自动加锁）

当对表记录进行操作的时候（增删改查），MySQL会自动给表加上一个元数据读锁。即不能对表结构进行修改。
- DML（对表记录进行操作：增删改）加读锁
- DDL （对表结构进行修改）加写锁
意向锁：当为行添加一个共享锁的时候，存储引擎会自动在表上加一个意向共享锁，意向排它锁也是一样。他的作用是提升加表锁的效率。
- 意向共享读锁
- 意向排他写锁

# 给book添加写锁 
lock table book write;

# 给book添加读锁 
lock table <table_name> read;

表锁分析：

1 2	show open tables; In_use 为1 代表该表被锁定

1	show status like 'tables%';

这里有两个状态变量记录MySQL表锁定的情况：

Table_locks_immediate：产生表级锁定的次数。

Table_locks_waited：出现表级锁争用二发生的等待的次数。此值越高说明存在着大量的报表级锁竞争情况。

此外MyISAM引擎，的读写锁调度是写优先，这也是MyISAM引擎不适合用作写操作比较多的情况，因为写锁后，其他的线程不能做任何操作，只能被阻塞。

行级别锁：

是由存储引擎InnoDB实现，行级锁，每次锁住一行数据，锁定的粒度最小，发生锁冲突的概率比较小，并发度比较高。

行级锁从锁定的力度上分为：

Record Lock：（记录锁）锁定单个行记录，对精确匹配或者范围匹配在范围内的数据加锁。RC、RR隔离级别都支持。

Gap Lock：（间隙锁）锁定索引记录间隙，确保索引记录的间隙不变。对范围匹配且符合范围条件但不在范围内的数据也进行加锁。RR隔离级别支持。（防止insert）

Next-key Lock：（临建锁）行锁和间隙锁的组合，同时锁住记录和索引间隙。RR隔离级别支持。

共享锁（又称为读锁，S锁）（手动加锁）
- select ... lock in sare mode
排他锁（又称为写锁，X锁）
- DML（对表记录进行操作：增删改） delete/update/insert 默认加排它锁
- select ... for update （当前读）

行锁分析：

1	show status like 'innodb_row_lock%';

Innodb_row_lock_current_waits：当前正在等待锁定的数量（比较重要）

Innodb_row_lock_time：从系统启动到现在锁定的总时间长度

Innodb_row_lock_time_avg：每次等待所花的平均时间

Innodb_row_lock_time_max：从系统启动到现在等待最长的一次所花的时间

Innodb_row_lock_waits：系统启动后到现在总共等待的次数（比较重要）

页级别锁：

开销和加锁时间介于表锁与行锁之间，会出现死锁，锁定的粒度也是介于表锁与行锁之间，并发度一般。

从锁的操作上来说分为读锁和写锁。

读锁：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。所以也叫作共享锁。
写锁：针对同一份数据，当前写操作没有释放锁之前，其他的事务无法对数据进行加锁操作，不管是读锁还是写锁。所以也叫排它锁。

读锁可以让读和读并行，而读和写、写和读、写和写要加排它锁。

从实现方式上分为乐观锁和悲观锁。

锁的使用场景

修改数据库表结构会自动加表级锁。

更新数据未使用索引，行锁会上升到表锁。

更新数据使用索引会使用行锁。

select ... for update 会使用行级别锁。