MySQL中的事務及讀寫鎖實現並發訪問控制
一、並發控制中鎖的概念
鎖是並發控制中最核心的概念之一，在MySQL中的鎖分兩大類，一種是讀鎖，一種是寫鎖，讀鎖也可以稱為共享鎖（shared lock），寫鎖也通常稱為排它鎖（exclusive lock）。
這裏先不討論鎖的具體實現，描述一下鎖的概念：讀鎖是共享的，或者說是相互不阻塞的。多個客戶在同一時刻可以同時讀取一個資源，且互不幹擾。寫鎖則是排他的，就是說一個寫鎖會阻塞其他的寫鎖和讀鎖，這是出於安全策略的考慮，只有這樣，才能確保在給定時間裏，只有一個用戶能執行寫入，並防止其他用戶讀取正在寫入的同一資源。另外在一般情況下，寫鎖比讀鎖優先級高。
MySQL中的鎖有兩種粒度，一種是表鎖
鎖的具體實現協議大體分為兩種：顯式鎖和隱式鎖。顯式鎖是指根據用戶需要手動去請求的鎖。隱式鎖則是指存儲引擎自行根據需要施加的鎖。顯式鎖的用法示例：
例1：開啟兩個ssh連接同一主機，進入MySQL，在連接A上對表tbl2做讀鎖操作：
1 mysql> USE mysql; 2 mysql> LOCK TABLE tbl2 READ;
在連接B上讀取數據是可以的，但是寫入數據不行：
1 mysql> USE mysql; 2 mysql> SELECT * FROM tbl2; 3 mysql> INSERT INTO tbl2 VALUES (1,‘tom‘); #會一直卡在這一步，不向後執行。
當在連接1上將tbl2解鎖後，就能寫入數據了：
例2： FLUSH TABLES 命令可以將整個庫上鎖，表示刷寫所有表，把所有表在緩存中的數據全寫入磁盤。在對整個數據庫進行備份時可能會用到。
mysql> FLUSH TABLES WITH READ LOCK; #刷寫所有表，並持有讀鎖；
解鎖也是用命令 UNLOCK TABLES
鎖是任何存儲引擎都支持的並發訪問控制機制，但對事務型存儲引擎來講，這種鎖機制都是單語句級別的，而事務存儲引擎更需要多語句的並發控制機制。以上兩個例子所實現的鎖都是服務器層的，和存儲引擎無關。另外在生產環境中除了事務中禁用了 AUTOCOMMIT 時可以使用 LOCK TABLES 之外，其他任何時候都不要顯式的執行 LOCK TABLES 。
二、事務
1.事務的概念
事務其實就是一組原子性的SQL查詢，或者說一個獨立的工作單元。用一個經典的存取錢的例子可以來解釋什麽是事務：假設一個銀行的數據庫有支票（checking）和存錢（savings）兩張表。現在要從用戶A的支票賬戶中轉移200元到他的存錢賬戶，邏輯上我們需要三個步驟：
1.檢查支票賬戶余額大於200；
2.在支票賬戶中減去200；
3.在存錢賬戶中加上200。
上述三個步驟必須作為一個整體來操作，這個整體就可以稱為事務。事務中任何一步失敗都必須回滾（ROLLBACK）所有步驟。
可以用 START TRANSACTION 語句開始一個事務，然後可以用 COMMIT 將事務提交並將修改的數據永久保存在磁盤，也可用 ROLLBACK 撤銷所有修改。銀行例子的SQL樣本如下：
1 START TRANSACTION; 2 SELECT balance FROM checking WHERE customer_id = 12345; 3 UPDATE checking SET balance = balance - 200 WHERE customer_id = 12345; 4 UPDATE savings SET balance = balance + 200 WHERE customer_id = 12345; 5 COMMIT;
而一個運行良好的事務處理系統，必須具備ACID特性。ACID是指原子性（atomicity）、一致性（consistency）、隔離性（isolation）和持久性（durability）。
原子性：一個事務必須被視為一個不可分割的最小工作單元，整個事務中的所有操作要麽全部提交成功，要麽全部失敗回滾。
一致性：數據庫總是從一個一致性的狀態轉換到另一個一致性的狀態。
隔離性：通常來說，一個事務所做的修改在最終提交前，對其它事務是不可見的。例如在前面的例子中，當第二條語句執行完，第三條語句還未開始時，另一個賬戶的匯款事務也開始執行，則其看到的賬戶狀態是存取事務運行前的狀態。這就涉及到了隔離級別，將在後面來介紹。
持久性：一旦事務提交，則所有修改就永久保存在數據庫的磁盤中。
1.事務日誌
要保持事務的原子性，需要依靠事務日誌。在一個事務運行到一半發生錯誤時，事務需要根據事務日誌的操作記錄來回滾至原來的狀態。在事務運行中，事務執行修改的需求是先放在事務日誌中的，再對磁盤數據進行修改，事務日誌中存放的是修改的操作，而不是修改數據本身。
事務日誌可以幫助提高事務的效率。寫事務日誌的操作是磁盤上一小塊區域的順序I/O，而不像隨機I/O在磁盤的多個地方移動磁頭，這就提高了存儲效率。目前大多數存儲引擎都是這樣實現的，修改數據通常需要寫兩次吸盤。
事務日誌丟失會造成很大的損失，所以建議做雙寫。
2.事務的提交
自動提交（AUTOCOMMIT）：MySQL默認采用自動提交模式。也就是說只要不是顯式的開始一個事務，則每個查詢都被當作一個事務執行提交操作。設置如下：
mysql> SHOW VARIABLES LIKE ‘AUTOCOMMIT‘; +---------------+-------+ | Variable_name | Value | +---------------+-------+ | autocommit | ON | +---------------+-------+ 1 row in set (0.01 sec) mysql> SET AUTOCOMMIT = 0; #設置為0表示OFF，當AUTOAOMMIT=0時，所有的查詢都在一個事務中，直到顯式的執行COMMIT或者ROLLBACK，該事物才結束。
事務提交相關語句：
mysql> HELP TRANSACTIONS;
topics:
CHANGE MASTER TO
CHANGE REPLICATION FILTER
DEALLOCATE PREPARE
EXECUTE STATEMENT
ISOLATION
LOCK
PREPARE
PURGE BINARY LOGS
RESET MASTER
RESET SLAVE
SAVEPOINT
SET GLOBAL SQL_SLAVE_SKIP_COUNTER
SET SQL_LOG_BIN
START SLAVE
START TRANSACTION #啟動事務
STOP SLAVE
XA
下面將 SET AUTOCOMMIT 改為OFF，用手動方式提交事務進行簡單演示：MySQL默認庫中創建表tbl2，插入行id=1,Name=tom
mysql> SELECT * FROM tbl2; +------+------+ | id | Name | +------+------+ | 1 | tom | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec)
mysql> START TRANSACTION; mysql> USE mysql; mysql> UPDATE tbl2 SET Name=‘Tom‘ WHERE id=1; #將小寫t改為大寫T mysql> SELECT * FROM tbl2; +------+------+ | id | Name | +------+------+ | 1 | Tom | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec)
mysql> START TRANSACTION; #開始事務 mysql> USE mysql; mysql> UPDATE tbl2 SET Name=‘Tom‘ WHERE id=1; #將小寫t改為大寫T mysql> SELECT * FROM tbl2; #查看 +------+------+ | id | Name | +------+------+ | 1 | Tom | +------+------+ mysql> ROLLBACK; #回滾 mysql> SELECT * FROM tbl2; #恢復到小寫t +------+------+ | id | Name | +------+------+ | 1 | tom | +------+------+
要註意的是，創建表操作的滾動操作只對DML語言有效。
還可以在每個操作後用指令 SAVEPOINT 做存檔：
mysql> START TRANSACTION; mysql> SELECT * FROM tbl2; +------+------+ | id | Name | +------+------+ | 1 | tom | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) mysql> INSERT INTO tbl2 VALUES (2,‘jerry‘); mysql> SAVEPOINT first; #創建保存點1，名為first mysql> INSERT INTO tbl2 VALUES (3,‘cat‘); mysql> SAVEPOINT second; #創建保存點2，名為second mysql> DELETE FROM tbl2 WHERE id=2; mysql> SELECT * FROM tbl2; +------+------+ | id | Name | +------+------+ | 1 | tom | | 3 | cat | +------+------+ 2 rows in set (0.00 sec)
mysql> ROLLBACK TO second; #滾到保存點second mysql> SELECT * FROM tbl2; +------+-------+ | id | Name | +------+-------+ | 1 | tom | | 2 | jerry | | 3 | cat | +------+-------+ 3 rows in set (0.00 sec)
輸入命令 COMMIT 後表示事務已提交，就無法再回滾了。
3.事務隔離級別
事務的隔離級別有四種：
1.READ UNCOMMITTED（未提交讀）
在READ UNCOMMITTED級別，事務中的修改即使沒有提交，對其它事務也都是可見的。即事務可讀取未提交的數據，這稱為臟讀（Dirty Read）。這會導致很多問題，在實際應用中一般很少用到。
2.READ COMMITED（提交讀）
READ COMMITTED表示只能讀取事務修改提交後的數據。此級別有時候也叫做不可重復讀（nonrepeatable read），因為兩次執行同樣的查詢，可能會得到不一樣的結果。
3.REPEATABLE READ（可重復讀）
此級別解決了臟讀的問題，保證了在同一個事務中多次同樣記錄的結果是一致的。但會帶來新的問題——幻讀（Phantom Read）。MySQL默認使用此級別。
4.SERIALIZABLE（可串行化）
SERIALIZABLE是最高的隔離級別。它會強制事務串行執行，避免了幻讀、臟讀的問題，但是犧牲了並發性。
示例：
mysql> SELECT @@session.tx_isolation; #查看當前事務隔離級別 +------------------------+ | @@session.tx_isolation | +------------------------+ | REPEATABLE-READ | +------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)
mysql> SET @@session.tx_isolation=‘級別‘; 可設置隔離級別
下面演示幻讀的情形，啟動兩個連接至同一MySQL，交叉啟動事務：
連接1的操作：
mysql> START TRANSACTION; #啟動事務 mysql> USE mysql; mysql> SELECT * FROM tbl2; +------+-------+ | id | Name | +------+-------+ | 1 | tom | | 2 | jerry | | 3 | cat | +------+-------+ 3 rows in set (0.00 sec) mysql> INSERT INTO tbl2 VALUES (4,‘dog‘); #插入數據 mysql> SELECT * FROM tbl2; +------+-------+ | id | Name | +------+-------+ | 1 | tom | | 2 | jerry | | 3 | cat | | 4 | dog | +------+-------+ 4 rows in set (0.00 sec)
同時在連接2的操作：
mysql> START TRANSACTION; Database changed mysql> SELECT * FROM tbl2; +------+-------+ | id | Name | +------+-------+ | 1 | tom | | 2 | jerry | | 3 | cat | +------+-------+ 3 rows in set (0.00 sec)
這時看不到插入的"4 dog"的數據，在連接1上執行 COMMIT 提交事務：
mysql> COMMIT;
在連接2上依然看不到插入的數據，但數據確實已經寫入到了磁盤，這時只有在連接2上輸入 COMMIT 和 ROLLBACK 才能看到修改的數據；
mysql> ROLLBACK; mysql> SELECT * FROM tbl2; +------+-------+ | id | Name | +------+-------+ | 1 | tom | | 2 | jerry | | 3 | cat | | 4 | dog | +------+-------+ 4 rows in set (0.00 sec)
MySQL中的事務及讀寫鎖實現並發訪問控制