一、事務(wù)

數(shù)據(jù)庫事務(wù)的特性？

數(shù)據(jù)庫事務(wù)的四大特性是ACID。

1. 原子性：就是所有操作要么全不做，要不全做。通過undo日志來實現(xiàn)。
2. 一致性：就是在并發(fā)情況下數(shù)據(jù)庫由一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個狀態(tài)的數(shù)據(jù)要一致。通過事務(wù)的隔離級別來實現(xiàn)。
3. 隔離性：多個事務(wù)的操作互相不影響，數(shù)據(jù)有4種隔離級別來解決?；阪i+mvcc機制來實現(xiàn)。
4. 持久性：數(shù)據(jù)庫中事務(wù)一旦提交，數(shù)據(jù)持久到硬盤中。基于redo日志來實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)不一致的問題

1. 臟讀：事務(wù)A讀取一個數(shù)據(jù)，事務(wù)B對該數(shù)據(jù)進行修改，修改前后的數(shù)據(jù)都可以讀到，但是數(shù)據(jù)會不一樣，導(dǎo)致了臟讀。臟讀強調(diào)的是讀到其他事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)。
2. 不可重復(fù)讀：事務(wù)A讀一個數(shù)據(jù)，事務(wù)B對該數(shù)據(jù)進行修改后提交，導(dǎo)致事務(wù)A前后讀取的數(shù)據(jù)值不一致。不可重復(fù)度強調(diào)的是讀到其他事務(wù)提交后的數(shù)據(jù)和提交前的數(shù)據(jù)不一致。
3. 幻讀：事務(wù)A讀取一個數(shù)據(jù)，事務(wù)B在insert、delete增刪記錄，事務(wù)A兩次讀取的數(shù)據(jù)條數(shù)不一致；

事務(wù)的隔離級別

事務(wù)的隔離級別描述的是在多個事務(wù)同時運行過程中各自事務(wù)中數(shù)據(jù)的隔離辦法，事務(wù)的隔離級別是為了解決數(shù)據(jù)庫中以上常見的三類問題，包括：臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀的問題，者四類隔離級別分別為：

• 未提交讀：事務(wù)A可以讀到事務(wù)B未提交的數(shù)據(jù)；
• 已提交讀：事務(wù)A只能讀到事務(wù)B提交后的數(shù)據(jù)；
• 可重復(fù)讀：事務(wù)A能讀取到事務(wù)B還未執(zhí)行完的數(shù)據(jù)，但是讀取到的是事務(wù)B未開始事務(wù)前的數(shù)據(jù)，只有當事務(wù)B執(zhí)行完成了才會讀取到新的數(shù)據(jù)；
• 可串形化：事務(wù)A、事務(wù)B的讀寫操作是串形化的；

總結(jié)：

• 以上4類隔離級別的約束條件從寬松到嚴格；
• 未提交讀隔離級別沒有解決任何問題；
• 已提交讀解決了臟讀的問題；
• 可重復(fù)讀解決了不可重復(fù)讀的問題，但還存在幻讀的問題，但結(jié)合MVCC和record lock能解決幻讀的問題；
• 只有可串形化隔離級別能解決所有數(shù)據(jù)不一致的問題；
• Mysql的默認隔離級別是可重復(fù)讀。

mysql如何解決幻讀？

在快照讀情況下，即不加鎖的非阻塞讀，像普通select操作下通過mvcc避免幻讀；通過樂觀鎖類避免。

對于可重復(fù)讀的隔離級別下，select * from table的語句是采用快照讀的模式，新的事務(wù)會讀快照；

在當前讀情況下，當前讀表示需要讀取當前最新數(shù)據(jù)，是加鎖的阻塞讀寫操作，像普通update/insert/delete和加update的select操作，是通過next-key lock避免幻讀；通過悲觀鎖來避免。

對于可重復(fù)讀的隔離級別，如果是當前讀場景，需要通過間隙鎖(Gap Lock)模式來避免幻讀，這樣行間間距會被加鎖，不會被新的事務(wù)插入新的數(shù)據(jù)，間隙鎖加行鎖合起來稱為next-key lock；

二、鎖

鎖是計算機中協(xié)調(diào)多線程并發(fā)訪問共享資源的機制，在數(shù)據(jù)庫中就是協(xié)調(diào)多個事務(wù)同時訪問同一數(shù)據(jù)記錄的機制，在Mysql數(shù)據(jù)庫中進行加鎖的對象是索引中的索引項，會在索引項上做加鎖標記。

鎖的分類

mysql數(shù)據(jù)庫的鎖分為行鎖和表鎖。

• 行鎖。是innodb存儲引擎的默認加鎖方式，特點是開銷大，加鎖慢，鎖力度小，所以并發(fā)度高，適合寫多讀少場景。

• 表鎖。是myisam存儲引擎的默認加鎖方式，特點是開銷小，加鎖快，鎖粒度大，所以并發(fā)度低，適合讀多寫少場景。

• 記錄鎖(Record lock)：即是行級鎖，是innodb存儲引擎的默認加鎖方式。

• 間隙鎖(Gap lock)：會對記錄之間的左開右閉的區(qū)間進行加鎖；

• 臨鍵鎖（Next key Lock）：記錄鎖+間隙鎖統(tǒng)稱為臨鍵鎖。

• 共享鎖（讀鎖）&獨占鎖（寫鎖）：共享鎖又稱S鎖/讀鎖，對記錄進行讀操作時進行加的鎖，可以共享；獨占鎖又稱X鎖/寫鎖，對記錄進行寫操作時進行加鎖，只能獨占；

• 意向共享鎖&意向排它鎖：為了解決對記錄加了共享鎖&獨占鎖，再對表加表鎖的時候需要遍歷，所以在對行加共享鎖&獨占鎖時候，會對表加上意向共享鎖&意向排它鎖，下次加表鎖一目了然，這是一類表鎖。

• 插入意向鎖：就是多個事務(wù)在進行插入的時候，已經(jīng)有事務(wù)在進行插入操作了，另一個在等待的事務(wù)需要加上插入意向鎖，用以表面針對目前的間隙位置有插入的需求；

數(shù)據(jù)庫里的樂觀鎖和悲觀鎖？

所有需要加鎖的操作都是在進行多線程情況下才需要的。

1. 樂觀鎖比較好理解，就是預(yù)測所有線程對數(shù)據(jù)的操作都是不會沖突的，所以每次對數(shù)據(jù)進行操作時候都不會加上鎖；mysql內(nèi)部機制可以通過mvcc機制來是實現(xiàn)樂觀鎖；
2. 悲觀鎖則相反，就是認為每次線程對數(shù)據(jù)的操作都可能存在沖突，所以需要對數(shù)據(jù)加上行鎖、表鎖等。mysql主要通過record lock+nextKey lock來實現(xiàn)。

mysql的悲觀鎖實現(xiàn)？

mysql加鎖是通過鎖住索引來實現(xiàn)的，如果沒有索引和主鍵則會鎖住整張表。mysql是通過record lock、Gap lock和next-key lock來實現(xiàn)加鎖策略的。

• Record lock：對行進行加鎖
• Gap lock：對間隙進行加鎖
• Next-key lock：Record lock+Gap lock的統(tǒng)稱，innodb的默認實現(xiàn)方案；

InnoDB在執(zhí)行查詢語句SELECT時(非串行隔離級別)，不會加鎖。但是update、insert、delete操作會加行 鎖。

mysql默認是autocommit提交事務(wù)，如果需要對select語句加鎖，需要使用手動設(shè)置加鎖操作。手動設(shè)置加鎖的步驟：

begin；
Select * from xxx where xxx for update//加上for update進行強制加寫鎖；
select * from xxx where xxx lock in share mode//加上lock in share mode進行強制加讀鎖
進行各種操作//這樣的話在還么有commit之前，該行記錄一直處于鎖定狀態(tài)；
commit；

mysql的樂觀鎖mvcc機制原理？

mysql是通過mvcc機制來實現(xiàn)樂觀鎖的。mvcc是一種不加鎖的方式解決讀寫沖突的機制，支持mysql上了寫鎖，還能繼續(xù)支持讀，解決讀操作阻塞寫操作的問題。在mysql中對一行記錄的讀寫，默認使用的是mvcc機制，避免頻繁使用加鎖機制影響性能。

主要通過隱含字段、undo日志和read view來實現(xiàn)。核心思想是在select查詢操作前生成一個read view（一致性讀視圖）中事務(wù)id的大小，用來判斷是否需要從undo日志組成的版本鏈中讀取歷史數(shù)據(jù)。

• 隱藏字段：每一條記錄都會隱藏row_id、trx_id、roll_ptr。
• undo日志：mysql中的undo日志記錄操作前的狀態(tài)，可以實現(xiàn)回滾到之前狀態(tài)。
• read view：mysql中存在當前讀和快照讀的概念，mvcc是通過快照讀來實現(xiàn)多線程并發(fā)操作的，每次進行讀操作時，會生成一個read view，讀取之后比較事務(wù)id的大小來判斷是否進行了一致性讀。

mysql本身如何處理死鎖問題？

Mysql目前機制是死鎖超時會退出，將持有最少行級互斥鎖的事務(wù)回滾。針對mysql無法自己解決的死鎖問題，需要通過線程日志找到發(fā)生死鎖的線程id，再通過kill 殺掉發(fā)生死鎖的線程。

如何避免死鎖？

問題說明：

兩個或多個事務(wù)占用同一個共享資源，并且互相請求對方資源的鎖，這樣就會造成死鎖。比如事務(wù)A請求事務(wù)B加鎖的數(shù)據(jù)，同時事務(wù)B請求事務(wù)A加鎖的數(shù)據(jù)，這樣就會形成死鎖情況。

解決方案：

1. 讓數(shù)據(jù)的查詢盡量索引完成，避免索引加鎖失敗，從行級鎖升級成表鎖。
2. 保持事務(wù)的順序執(zhí)行；
3. 盡量減少查詢范圍，避免間隙鎖加鎖的范圍；
4. 事務(wù)執(zhí)行邏輯簡短，減少加鎖時間；
5. 死鎖檢測。執(zhí)行之前做循環(huán)引用的檢測。

Mysql只操作一條記錄也有可能發(fā)生死鎖嗎？

有可能。Mysql的加鎖對象是索引而不是記錄，所以當一個事務(wù)對該記錄的非主鍵索引加鎖，并請求主鍵索引的鎖，但另一個事務(wù)對該記錄的主鍵索引已加鎖，并請求該記錄的非主鍵索引的鎖，那么就會進入死鎖狀態(tài)。

如何優(yōu)化事務(wù)

1. 將數(shù)據(jù)處理工作放在事務(wù)外進行，縮短在事務(wù)中執(zhí)行的時間；
2. 不要一次性創(chuàng)建邏輯流程太長的事務(wù)，將這些事務(wù)拆分成多個小事務(wù)；
3. 事務(wù)中不要進行RPC等耗時較長的操作，調(diào)用超時可能導(dǎo)致事務(wù)超時；

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