MySQL本身也是在文件系統的基礎上發展而來,因為鎖的存在使之有所不同。
MySQL作為一種數據庫軟件,難免會存在對其共享資源的并發訪問,為了協調和管理不同資源的并發訪問,也就產生了鎖機制,因為鎖機制的存在為數據庫提供了數據的完整性和一致性。
從鎖的級別來分鎖可分為:行級鎖、表級鎖、頁級鎖。
從鎖的類型來分鎖可分為:共享鎖、排它鎖(獨占鎖)。
為了協調行鎖、表鎖產生了:意向鎖(表級鎖)。
共享鎖,允許事務去讀取數據。
排它鎖,允許事務去修改或刪除數據。
意向鎖,獲取行級鎖的時候,自動添加的表級鎖,包含:意向共享鎖、意向排它鎖。
對于MyISAM存儲引擎,只支持表鎖,而InnoDB存儲引擎則支持行鎖、表鎖。
MyISAM存儲引擎修改、刪除數據的時候,會產生排它鎖,鎖定的整張表,并發寫入性能較差,而讀取的時候產生的是共享鎖,不會鎖定表,讀取性能就比較好。
InnoDB存儲引擎修改、刪除數據的時候,會產生排它鎖,鎖定的特定索引記錄,一般不會影響表中的其它行,并發寫入性能較好,而讀取的時候產生的是共享鎖,不會鎖定表和行,讀取性能較好。
行鎖鎖定的是索引記錄,而不是記錄行,如果沒有索引,則使用隱式索引進行鎖定。
當一張表某些行已經獲取了排它鎖,在表中會產生一個意向排它鎖,如果此時有一個事務要來鎖定整張表,那么一看有意向排它鎖的存在,該事務就會被阻塞,通過意向鎖直接就可以知道能不能鎖定表,不需要逐行去遍歷檢測是否有排它鎖,通過意向鎖高效地協調了行鎖和表鎖的關系。
行級鎖按照鎖定范圍來分,又分為三種:
- Record Lock 單行記錄上的鎖。
- Gap Lock 間隙鎖,鎖定一個范圍,不包含記錄本身。
- Next-Key Lock 鎖定一個范圍,包含記錄本身,用于解決幻讀問題。
當然,鎖也是有利有弊的,也可能出現死鎖的情況。
當兩個或兩個以上的事務在執行過程中,因爭奪資源而造成一種相互等待的現象,稱為死鎖。
最后,也是因為鎖的存在,豐富了后續事務的功能。
MySQL通過設計一種機制,使得數據能夠完整地從一種一致性狀態切換到另一種一致性狀態,這種機制稱為事務。
事務包含有四大特性:原子性(A)、一致性(C)、隔離性(I)、持久性(D),簡稱酸性。
- 原子性:事務中的操作,要么全部成功,要么全部失敗,不可切分。
- 一致性:事務將數據庫從一種一致性狀態轉變成另外一種一致性狀態,并且保證數據的完整性。
- 隔離性:又稱并發控制,事務在提交之前對于其它事務是處于不可見的狀態的。
- 持久性:事務一旦提交,結果就是永久性的,不會因為數據庫宕機而丟失數據。
原子性、持久性是通過redo日志實現的,一致性是通過undo日志實現的,隔離性是通過鎖機制實現的。
從本質上來說,原子性也是為了配合持久性而存在的,當事務的一部分寫入redo日志后,發生了崩潰、斷電,那么根據原子性來說,該次事務應當恢復,那么對于已經持久化到日志文件中的數據,就必須要通過回溯來撤銷。在InnoDB存儲引擎中,redo重做日志對應的就是ib_logfile0、ib_logfile1。

接著,事務要進行回滾,那就需要通過一致性來保障,而undo日志就是用來實現一致性的,在undo日志中保存了多個版本的事務的一些信息,通過undo日志,將事務rollback到修改之前的樣子。
在此,不得不提的是MySQL的MVCC多版本并發控制,它也是通過undo日志來實現的。
MVCC是通過在每一數據行后頭添加2個隱藏字段create version、delete version以及每次開啟一個事務會初始化一個事務id。新增一條數據的時候,create version的值就等于事務id,刪除數據的時候,delete version就等于事務id,更新數據的時候會先刪后增,在undo日志中就會存在2條數據,一條delete version就等于事務id,一條create version的值等于事務id。
在事務執行過程中,可能會同時存在其它的事務,而多個事務之前需要相互隔離,也就是要做到并發控制,鎖就是用來實現隔離性的。MySQL的事務的隔離級別包含:Read Uncommitted讀未提交、Read Committed讀已提交、Read Repeatable可重復讀、Serializable串行化。其中,讀已提交、可重復讀是基于MVCC多版本并發控制來實現的。
鎖,為事務的并發控制帶來了好處,同時也帶來了壞處,包括:臟讀、不可重復讀、幻讀。
臟讀,指的是一個事務讀到了另一個事務未提交的內容,一旦另一個事務回滾了,就出現了臟數據。
不可重復讀,指的是同一個事務使用同一句SQL進行多次讀取,返回不同的結果。
幻讀,指的是一個事務在進行增刪的時候,某些已經確定不會出現的記錄突然出現。
要解決臟讀,那就需要至少設置隔離級別為:Read Committed讀已提交。
要解決不可重復讀,那就需要至少設置隔離級別為:Read Repeatable可重復讀。
要解決幻讀,那就需要設置隔離級別為:Serializable串行化或者采用Next-Key Lock間隙鎖。
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