mysql优化六：深入理解mysql事务隔离级别和锁机制
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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。
事务及其属性
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() ：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() ：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() ：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()：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。
开启事务：begin；
事务回滚：；
事务提交：；
事务并发带来的问题
更新丢失(Lost )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- 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（ 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”。
事务隔离级别
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。
看当前数据库的事务隔离级别: show like ';
设置事务隔离级别：set ='-READ;
Mysql默认的事务隔离级别是可重复读，用开发程序时，如果不设置隔离级别默认用Mysql设置的隔 离级别，如果设置了就用已经设置的隔离级别
锁机制
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。
锁分类
从性能上分为：乐观锁(用版本对比来实现)和悲观锁
从对数据库操作的类型分为：读锁和写锁(都属于悲观锁)
从对数据操作的粒度分为：表锁和行锁
与的最大不同有两点： 支持事务（） 支持行级锁
锁操作
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 ;
删除表锁: ;
一般来说，表锁并不常用，先简单演示一下，后续案例具体演示行锁。
表锁演示：
show open 展示的数据有点多，不好观察，可以通过where条件过滤。
= 1说明加上了锁。这时候开启另一个客户端，对表插入一条数据，已经阻塞了。
解锁以后，另一个客户端就可以执行语句，这个报错是因为主键冲突。
行锁与事务隔离级别案例分析
现在重点来分析行锁和事务隔离级别
用到的sql
CREATE TABLE `account` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(255) DEFAULT NULL, `balance` int(11) DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;INSERT INTO `account` (`name`, `balance`) VALUES ('EDG', '450');INSERT INTO `account` (`name`, `balance`) VALUES ('RNG', '160');INSERT INTO `account` (`name`, `balance`) VALUES ('IG', '240');
读未提交和脏读问题
1 打开一个客户端A，并设置当前事务隔离级别为read （读未提交）set ='read-';
查询表的初始值：
客户端A:
2 A客户端开启事务，再打开另一个客户端B，也开启一个事务，修改EDG的数据=400
这时B的事务还未提交，A就能查到B修改的数据，如果此时B因为某种原因进行了回滚，那么A查到的就是脏数据。如果A利用了这个脏数据进行了业务处理，就会造成数据不一致。
读已提交和不可重复读问题
打开一个客户端A，并设置当前事务模式为read （读已提交），set ='read-';
查询表的所有记录：
在客户端A的事务提交之前，打开另一个客户端B，更新表：
这时，客户端B的事务还没提交，客户端A不能查询到B已经更新的数据，解决了脏读问题：
客户端B的事务提交
客户端A执行与上一步相同的查询，结果 与上一步不一致，即产生了不可重复读的问题
可重复读和幻读问题
打开一个客户端A，并设置当前事务模式为-read（读已提交），set ='-read';
查询表的所有记录：
在客户端A的事务提交之前，打开另一个客户端B，更新表并提交
在客户端A查询表的所有记录，与步骤（1）查询结果一致，没有出现不可重复读的问题
重新打开客户端B，插入一条新数据后提交
在客户端A查询表的所有记录，没有查出新增数据，所以没有出现幻读
但是 在客户端A执行 set =888 where id = 4;能更新成功，再次查询能查到客户端B新增 的数据，这时候就出现了幻读。
串行化
·打开一个客户端A，并设置当前事务模式为（串行化），set ='';
查询表的初始值：
打开一个客户端B，更新相同的id为1的记录会被阻塞等待，但更新id 为2的记录可以成功，说明在串行模式下的查询也会被加上行锁，
如果客户端A执行的是一个范围查询，那么该范围内的所有行包括每行记录所在的间隙区间范围(就算该行数据 还未被插入也会加锁，这种是间隙锁)都会被加锁。此时如果客户端B在该范围内插入数据都会被阻塞，所以就避免了幻读。
客户端A：范围查询
客户端B:插入数据阻塞
这种隔离级别并发性极低，开发中很少会用到
锁补充 间隙锁
间隙锁，锁的就是两个值之间的空隙。Mysql默认级别是-read，有办法解决幻读问题吗？间隙锁 在某些情况下可以解决幻读问题。
调整隔离级别为mysql默认的隔离级别，并且有如下数据：
那么间隙就有 id 为 (2,5)，(5,9)，(9,11)，(11,15)(15,正无穷) 这几个区间
在客户端A执行范围更新，未提交
在客户端B执行查询和跟新
可以看到查询是可以进行的，但是更新阻塞了。也就是说在5-15这个间隙的所有数据修改和新增都会阻塞。
如果客户端B修改的是id=1的数据，就是可以成功的。
临键锁
临键锁(Next-key Locks) Next-Key Locks是行锁与间隙锁的组合。像上面那个例子里的这个(2,15]的整个区间可以叫做临键锁。
无索引行锁会升级为表锁
锁主要是加在索引上，如果对非索引字段更新，行锁可能会变表锁。
执行： set = 800 where name = ‘EDG’;
对该表任一行操作都会阻塞住
的行锁是针对索引加的锁，不是针对记录加的锁。并且该索引不能失效，否则都会从行锁升级为表锁。
上面的例子基本都是用无索引字段更新，但是并没有发现从行锁升级为表锁。这个还需要在考究。
不过还是尽量避免非索引字段作为更新的条件。
锁分析
通过检查状态变量来分析系统上的行锁的争夺情况 show like '%';
对各个状态量的说明如下：
: 当前正在等待锁定的数量
: 从系统启动到现在锁定总时间长度
_avg: 每次等待所花平均时间
_max：从系统启动到现在等待最长的一次所花时间
s:系统启动后到现在总共等待的次数
对于这5个状态变量，比较重要的主要是：
_avg （等待平均时长）
s （等待总次数）
（等待总时长）
尤其是当等待次数很高，而且每次等待时长也不小的时候，我们就需要分析系统中为什么会有如此多的等待， 然后根据分析结果着手制定优化计划。
查看系统库锁相关数据表
查看事务 * from .;
查看锁 * from .;
查看锁等待 * from .;
释放锁可以从表里查看到kill ;
查看锁等待详细信息 show \G;
死锁
执行： * from where id=1 for ;
执行： * from where id=2 for ;
执行： * from where id=2 for ;
执行： * from where id=1 for ;
查看近期死锁日志信息：show \G; 大多数情况mysql可以自动检测死锁并回滚产生死锁的那个事务，但是有些情况mysql没法自动检测死锁
锁优化建议
1 尽可能让所有数据检索都通过索引来完成，避免无索引行锁升级为表锁
2 合理设计索引，尽量缩小锁的范围
3 尽可能减少检索条件范围，避免间隙锁
4 尽量控制事务大小，减少锁定资源量和时间长度,涉及事务加锁的sql尽量放在事务最后执行
5 尽可能低级别事务隔离
