diff --git a/notes/数据库系统原理.md b/notes/数据库系统原理.md index 050b5af0..b0eb53da 100644 --- a/notes/数据库系统原理.md +++ b/notes/数据库系统原理.md @@ -2,6 +2,7 @@ * [一、事务](#一事务) * [概念](#概念) * [四大特性](#四大特性) + * [AUTOCOMMIT](#autocommit) * [二、并发一致性问题](#二并发一致性问题) * [问题](#问题) * [解决方法](#解决方法) @@ -9,6 +10,7 @@ * [封锁粒度](#封锁粒度) * [封锁类型](#封锁类型) * [封锁协议](#封锁协议) + * [MySQL 隐式与显示锁定](#mysql-隐式与显示锁定) * [四、隔离级别](#四隔离级别) * [五、多版本并发控制](#五多版本并发控制) * [版本号](#版本号) @@ -48,15 +50,13 @@ ## 四大特性 -

- ### 1. 原子性(Atomicity) -事务被视为不可分割的最小单元,要么全部提交成功,要么全部失败回滚。 +事务被视为不可分割的最小单元,事务的所有操作要么全部提交成功,要么全部失败回滚。 ### 2. 一致性(Consistency) -事务执行前后都保持一致性状态。在一致性状态下,所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。 +数据库在事务执行前后都保持一致性状态。在一致性状态下,所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。 ### 3. 隔离性(Isolation) @@ -66,6 +66,10 @@ 一旦事务提交,则其所做的修改将会永远保存到数据库中。即使系统发生崩溃,事务执行的结果也不能丢失。可以通过数据库备份和恢复来保证持久性。 +## AUTOCOMMIT + +MySQL 默认采用自动提交模式。也就是说,如果不显示使用`START TRANSACTION`语句来开始一个事务,那么每个查询都会被当做一个事务自动提交。 + # 二、并发一致性问题 在并发环境下,一个事务如果受到另一个事务的影响,那么事务操作就无法满足一致性条件。 @@ -120,7 +124,7 @@ MySQL 中提供了两种封锁粒度:行级锁以及表级锁。 ## 封锁类型 -### 1. 排它锁与共享锁 +### 1. 读写锁 - 排它锁(Exclusive),简写为 X 锁,又称写锁。 - 共享锁(Shared),简写为 S 锁,又称读锁。 @@ -134,26 +138,35 @@ MySQL 中提供了两种封锁粒度:行级锁以及表级锁。 | - | X | S | | :--: | :--: | :--: | -|X|No|No| -|S|No|Yes| +|X|NO|NO| +|S|NO|YES| ### 2. 意向锁 -意向锁(Intention Locks)可以支持多粒度封锁。它本身是一个表锁,通过在原来的 X/S 锁之上引入了 IX/IS,用来表示一个事务想要在某个数据行上加 X 锁或 S 锁。 +使用意向锁(Intention Locks)可以更容易地支持多粒度封锁。 -有以下两个规定: +在存在行级锁和表级锁的情况下,事务 T 想要对表 A 加 X 锁,就需要先检测是否有其它事务对表 A 或者表 A 中的任意一行加了锁,那么就需要对表 A 的每一行都检测一次,这是非常耗时的。 -1. 一个事务在获得某个数据行对象的 S 锁之前,必须先获得 IS 锁或者更强的锁; -2. 一个事务在获得某个数据行对象的 X 锁之前,必须先获得 IX 锁。 +意向锁在原来的 X/S 锁之上引入了 IX/IS,IX/IS 都是表锁,用来表示一个事务想要在表中的某个数据行上加 X 锁或 S 锁。有以下两个规定: + +1. 一个事务在获得某个数据行对象的 S 锁之前,必须先获得表的 IS 锁或者更强的锁; +2. 一个事务在获得某个数据行对象的 X 锁之前,必须先获得表的 IX 锁。 + +通过引入意向锁,事务 T 想要对表 A 加 X 锁,只需要先检测是否有其它事务对表 A 加了 X/IX/S/IS 锁,如果加了就表示有其它事务正在使用这个表或者表中某一行的锁,因此事务 T 加 X 锁失败。 各种锁的兼容关系如下: | - | X | IX | S | IS | | :--: | :--: | :--: | :--: | :--: | -|X |No |No |No | No| -|IX |No |Yes|No | Yes| -|S |No |No |Yes| Yes| -|IS |No |Yes|Yes| Yes| +|X |NO |NO |NO | NO| +|IX |NO |YES |NO | YES| +|S |NO |NO |YES | YES| +|IS |NO |NO |YES | YES| + +解释如下: + +- 任意 IS/IX 锁之间都是兼容的,因为它们只是表示想要对表加锁,而不是真正加锁; +- S 锁只与 S 锁和 IS 锁兼容,也就是说事务 T 想要对数据行加 S 锁,其它事务可以已经获得对表或者表中的行的 S 锁。 ## 封锁协议 @@ -171,9 +184,9 @@ MySQL 中提供了两种封锁粒度:行级锁以及表级锁。 | read A=20 | | | | lock-x(A) | | | wait | -| write A=19 | | -| commit | | -| unlock-x(A) | | +| write A=19 |. | +| commit |. | +| unlock-x(A) |. | | | obtain | | | read A=19 | | | write A=21 | @@ -193,9 +206,9 @@ MySQL 中提供了两种封锁粒度:行级锁以及表级锁。 | write A=19 | | | | lock-s(A) | | | wait | -| rollback | | -| A=20 | | -| unlock-x(A) | | +| rollback | .| +| A=20 |. | +| unlock-x(A) |. | | | obtain | | | read A=20 | | | commit | @@ -213,9 +226,9 @@ MySQL 中提供了两种封锁粒度:行级锁以及表级锁。 | read A=20 | | | |lock-x(A) | | | wait | -| read A=20| | -| commit | | -| unlock-s(A) | | +| read A=20| . | +| commit | .| +| unlock-s(A) |. | | | obtain | | | read A=20 | | | write A=19| @@ -224,7 +237,7 @@ MySQL 中提供了两种封锁粒度:行级锁以及表级锁。 ### 2. 两段锁协议 -加锁和解锁分为两个阶段进行,事务 T 对数据 A 进行读或者写操作之前,必须先获得对 A 的封锁,并且在释放一个封锁之后,T 不能再获得任何的其它锁。 +加锁和解锁分为两个阶段进行。事务 T 对数据 A 进行读或者写操作之前,必须先获得对 A 的封锁,并且在释放一个封锁之后,T 不能再获得任何的其它锁。 事务遵循两段锁协议是保证并发操作可串行化调度的充分条件。例如以下操作满足两段锁协议,它是可串行化调度。 @@ -238,6 +251,17 @@ lock-x(A)...lock-s(B)...lock-s(C)...unlock(A)...unlock(C)...unlock(B) lock-x(A)...unlock(A)...lock-s(B)...unlock(B)...lock-s(C)...unlock(C) ``` +## MySQL 隐式与显示锁定 + +MySQL 的 InnoDB 存储引擎采用两段锁协议,会根据隔离级别在需要的时候自动加锁,并且所有的锁都是在同一时刻被释放,这被称为隐式锁定。 + +InnoDB 也可以使用特定的语句进行显示锁定: + +```sql +SELECT ... LOCK In SHARE MODE; +SELECT ... FOR UPDATE; +``` + # 四、隔离级别 **1. 未提交读(READ UNCOMMITTED)**
@@ -267,7 +291,7 @@ lock-x(A)...unlock(A)...lock-s(B)...unlock(B)...lock-s(C)...unlock(C) # 五、多版本并发控制 -(Multi-Version Concurrency Control, MVCC)是 MySQL 的 InnoDB 存储引擎实现隔离级别的一种具体方式,用于实现提交读和可重复读这两种隔离级别。而未提交读隔离级别总是读取最新的数据行,无需使用 MVCC;可串行化隔离级别需要对所有读取的行都加锁,单纯使用 MVCC 无法实现。 +多版本并发控制(Multi-Version Concurrency Control, MVCC)是 MySQL 的 InnoDB 存储引擎实现隔离级别的一种具体方式,用于实现提交读和可重复读这两种隔离级别。而未提交读隔离级别总是读取最新的数据行,无需使用 MVCC;可串行化隔离级别需要对所有读取的行都加锁,单纯使用 MVCC 无法实现。 ## 版本号 @@ -287,7 +311,7 @@ InnoDB 的 MVCC 使用到的快照存储在 Undo 日志中,该日志通过回 ## 实现过程 -以下过程针对可重复读隔离级别。 +以下过程针对可重复读(REPEATABLE READ)隔离级别。 ### 1. SELECT @@ -315,7 +339,7 @@ InnoDB 的 MVCC 使用到的快照存储在 Undo 日志中,该日志通过回 ### 1. 快照读 -读取快照中的数据,可以减少加锁所带来的开销。 +这是 MVCC 的一种方式,读取的是快照中的数据,可以减少加锁所带来的开销。 ```sql select * from table ...; @@ -323,7 +347,7 @@ select * from table ...; ### 2. 当前读 -读取最新的数据,需要加锁。以下第一个语句需要加 S 锁,其它都需要加 X 锁。 +读取的是最新的数据,需要加锁。以下第一个语句需要加 S 锁,其它都需要加 X 锁。 ```sql select * from table where ? lock in share mode; @@ -335,7 +359,7 @@ delete; # 六、Next-Key Locks -Next-Key Locks 也是 MySQL 的 InnoDB 存储引擎的一种锁实现。MVCC 不能解决幻读的问题,Next-Key Locks 就是为了解决这个问题而存在的。在可重复读隔离级别下,使用 MVCC + Next-Key Locks 可以解决幻读问题。 +Next-Key Locks 也是 MySQL 的 InnoDB 存储引擎的一种锁实现。MVCC 不能解决幻读的问题,Next-Key Locks 就是为了解决这个问题而存在的。在可重复读(REPEATABLE READ)隔离级别下,使用 MVCC + Next-Key Locks 可以解决幻读问题。 ## Record Locks @@ -615,4 +639,4 @@ Entity-Relationship,有三个组成部分:实体、属性、联系。 - [The basics of the InnoDB undo logging and history system](https://blog.jcole.us/2014/04/16/the-basics-of-the-innodb-undo-logging-and-history-system/) - [MySQL locking for the busy web developer](https://www.brightbox.com/blog/2013/10/31/on-mysql-locks/) - [浅入浅出 MySQL 和 InnoDB](https://draveness.me/mysql-innodb) -- [fd945daf-4a6c-4f20-b9c2-5390f5955ce5.jpg](https://tech.meituan.com/innodb-lock.html) +- [Innodb 中的事务隔离级别和锁的关系](https://tech.meituan.com/innodb-lock.html)