事务隔离性的两种实现方式

Posted 2021-06-29 毛奇志（公众号：爱奇志）

文章目录

• 一、前言
• 二、MVCC 多版本并发控制
• 三、LBCC 基于锁的并发控制
• • 3.1 从表锁到行锁
  • 3.2 四种基本锁
  • • 3.2.1 读共享锁
    • 3.2.2 写独占锁
    • 3.2.3 意向读共享锁(表锁) + 意向写独占锁(表锁)
    • 3.2.4 两个行锁锁住的实际是一行记录的索引
  • 3.3 三种高级锁
  • • 3.3.1 记录锁
    • 3.3.2 间隙锁
    • 3.3.3 临键锁
  • 3.4 四种隔离级别,哪种mvcc,哪种加锁
• 四、尾声

一、前言

二、MVCC 多版本并发控制

事务的目的是要实现 读一致性 ，有两种方法：加锁(基于锁的并发控制 LBCC) 和 多版本并发控制MVCC，加锁就是四种隔离级别对应的锁。

MVCC的规范，如下：第一次查询就确定了快照版本，

能读取到，快照建立后创建的事务已提交的修改，不能读取到，快照建立后创建的事务

能读取到，当前自己事务的修改(包括未提交的)，不能读取到，其他事务未提交的修改；

InnoDB为每个表提供了三个隐藏的字段，

通过一个图来理解事务id和删除版本号

navicat打开一个会话，Transaction 1 插入两条数据，

Transaction 2 表示第一次查询就确定了快照版本，

执行顺序为，
Transaction 1 插入两条数据
Transaction 2 查询
Transaction 3 新插入的第三条数据
Transaction 2 查询
Transaction 4 删除第二条数据
Transaction 2 查询
Transaction 5 修改第一条数据
Transaction 2 查询

Tranaction 2 第一次查询确定了快照版本之后，后面的无论 Transaction 3 新插入的第三条数据、 Transaction 4 删除第二条数据、Transaction 5 修改第一条数据，都不会影响查询结果，因为查找已经建立了，只能看到Transaction 1最初插入的两条数据。

MVCC底层原理是read view，一致性视图。每一个事务，第一次查询，会建立了

第一条，本事务，create view 第四个
第二条，前面是的事务，create view 第二个
第三条，后面的事务，create view 第三个
第四条，活跃(未提交)就不可以读取，create 第一个，

对于MVCC，不同的表类型生成快照的时机有不同，只有repeat read利用mvcc解决了幻读问题(update delete insert都无法影响到)

MVCC的局限：对于读一致性，只能保存第一次查询的视图，不能查询到最新的数据，只能 LBCC ，就是加锁。

三、LBCC 基于锁的并发控制

通过数据库资源的不同粒度的划分，来阐述隔离性不同级别的实现。隔离级别的底层实现方式就是：数据库锁的不同级别导致资源互斥粒度的不同，依次是：表级锁，行级锁，读写分离锁，不加锁。

3.1 从表锁到行锁

从表锁到行锁：MyISAM仅仅支持表锁，InnoDB支持表锁和行锁，行锁可以在保证数据读一致性的同时，带来更高的并发性能，这是InnoDB的进步。

表锁就是：

表锁和行锁的区别：

下面都是行级锁，因为只有行级锁才是InnoDB的精髓，在保证 读一致性 下实现了比较高的效率。

从锁到事务的关系：锁是读一致性的一种实现方案(另一种实现方案是MVCC)，读一致性能够实现事务隔离，实现了事务隔离就提供了四种不同事务隔离级别，事务隔离级别是事务的一大特性。

InnoDB行锁的分类（8类）：

基本锁：读共享锁、写独占锁、意向锁

锁的算法（在什么情况下锁定什么范围）：记录锁、间隙锁、临键锁

不重要：插入意向锁、自增锁、

3.2 四种基本锁

3.2.1 读共享锁

共享锁：加锁之后就不允许别人修改，这样自己读的时候就可以读到一致性的了，但是自己也不能修改

不同事务可以在同一行都加上 读共享锁 ，反正大家(加了读锁的事务、美甲读锁的事务)都不能修改。

和其他行级锁相同，如果 navicat 会话连接断开，锁释放。

3.2.2 写独占锁

目的：自己加上了别人不能再加上读共享锁、也不能再加上写独占锁。别的事务执行select或者udpate/insert/delete，等待50s，无法成功，就会失败。

自己加上了写独占锁，当前事务既然可写，也可读。

什么时候加写独占锁？
1、写insert update delete，默认加上了写独占锁，只有当前事务可读可写（但是select默认不加上写锁，也默认不加上读锁）。
2、对于select，写成 select … for udpate，就加上了写独占锁。写成 select … lock in shared mode，就加上了读共享锁。

3.2.3 意向读共享锁(表锁) + 意向写独占锁(表锁)

问题：这两个表锁（意向共享锁、意向排他锁）存在的意义是什么？

一个事务给一行数据加上锁（共享锁、独占锁），如果另一个事务想来加锁，必须全表扫描，这样效率太慢。所以，mysql设计

如果一个事务给一行数据，加上一个读共享锁，那么先给这个表加上一个意向共享锁。
如果一个事务给一行数据，加上一个写独占锁，那么先给这个表加上一个意向独占锁。
这样设计的理由：一个事务可以给一张表加表锁的前提是：没有任何一个事务给这张表的任何一个记录加行锁。

这样一来，每个事务加行锁之前，只要看一下这个表上有没有意向共享锁和意向排他锁，只要有，自己就不加锁了，从来提高判断效率。

所以，这两个表锁（意向共享锁、意向排他锁）大大的提高了不同事务给表加行锁的效率，这就是这两个表锁存在的最大意义。

3.2.4 两个行锁锁住的实际是一行记录的索引

共享锁，一个事务给一行数据加锁，另一个事务还可以给这行数据加锁；
排他锁，一个事务给一行数据加锁，另一个事务不可以给这行数据加锁。
底层是怎么实现的？所谓的共享锁和排他锁锁住的是一行数据的什么东西呢？实际上，锁住的是索引，普通索引也行，唯一索引也行、主键索引也行。

在INNODB_LOCKS

在一张表中，如果没有设置索引，就会有InnoDB中隐藏列rowid作为聚集索引，此时，会锁住整个表。

对于行锁，
如果存在索引，锁住的索引，如果where条件中有索引列，仅锁住where条件命中的这一行或多行数据；如果where条件中没有索引列 或者 没有根本就没有where子句，会锁住整个表（连插入都插入不进去了）。
如果不存在索引，锁住的隐藏的rowid，此时会锁住整个表（连插入都插入不进去了）。

3.3 三种高级锁

什么情况下锁住什么范围？先理解记录、间隙、临键三个概念

对于索引列，无论是整数还是字符，都可以排序。

3.3.1 记录锁

对于唯一性索引(唯一索引、主键索引)，如果where条件命中数据行，
仅仅锁住单个记录，此时使用记录锁，包括行读共享锁、行写排他锁。

3.3.2 间隙锁

如果where条件没有命中数据行，即where条件在数据库中找不到数据，

间隙锁和间隙锁本身不冲突，因为间隙锁的设计是专门用来阻塞插入的，间隙锁只有在InnoDB的可重复读隔离级别中才会有间隙锁，在Innodb的未提交读、已提交读没有间隙锁，这就是为什么使用可重复可以避免幻读错误。

先用where id>4 and id<7加锁，第二个事务还可以用where id=6加锁，不冲突，但是如果insert id=5，会失败。

如果用where id >20 会锁住 (10,正无穷大) ，如果insert id = 11 ，会失败。

3.3.3 临键锁

临键锁和间隙锁唯二区别是锁住的空间是右边闭区间，还有就是因为临键锁是间隙锁和记录锁的合并。所以，临键锁和临键锁是冲突的，如果第二个事务加锁到记录锁上面，不能成功，for update 写锁是独占的，如果第二个事务加锁…

如果在第一个事务

3.4 四种隔离级别,哪种mvcc,哪种加锁

mvcc只有在RC RR中有，

在read uncommited啥都没有，没有锁，没有mvcc，
在rc里面，有mvcc，有锁，只有记录锁，没有间隙锁，所以无法解决幻读问题
在rr里面，有mvcc，有锁，
在serializable，只有锁，没有mvcc

四、尾声

事务隔离性的两种实现方式，完成了。

天天打码，天天进步！！