数据库的事务、并发一致性、封锁

数据库

1.事务

概念

事务指的是满足ACID 特性的一组操作，可以通过Commit 提交一个事务，也可以使用 Rollback 进行回滚。

ACID:

1.原子性（Atomicity）：

事务被视为不可分割的最小单元，事务对的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚。
回滚可以用回滚日志来实现，回滚日志记录着事务所执行的修改操作，在回滚时反向执行这些修改操作即可。

2.一致性(Consistency)：

数据库在事务执行前后保持一致性状态。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）:

一个事务所做的修改在最终提交前，对其他事务是不可见的。

4.持久性 （Durability）:

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。使用重做日志来保持持久性。

事务的ACID 特性概念简单，但是不好理解，主要是因为这几个特性不是一种平级关系：
只有满足一致性，事务的执行结果才是正确的。
在无并发的情况下，事务串行执行，隔离性一定能满足。此时只要能满足原子性，就一定能满足一致性。
在并发的情况下，多个事务并行执行，事务不仅要满足原子性，还需要满足隔离性，才能满足一致性。
事务满足持久化是为了应对数据库崩溃的情况。

AUTOCOMMIT:

MySQL 默认采用自动提交模式，也就是说，如果不显式使用 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。

并发一致性：

在并发环境下，事务的隔离性很难保证，因此会出现很多并发一致性问题。

丢失修改：

T1 和 T2 两个事务都对一个数据进行修改，T1 先修改，T2 随后修改，T2 的修改覆盖了T1 的修改。

读脏数据：
T1 修改了一个数据，T2 随后读取了这个数据。如果T1 撤销了这次修改，那么T2 读取的数据是脏数据。

不可重复读：
T2 读取一个是数据，T1 对该数据做了修改。如果T2 再次读取这个数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。

幻影读：
T1 读取某个范围的数据，T2 在这个范围内插入新的数据，T1 再次读取这个范围的数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。

产生并发一致性的问题主要原因是破坏了事务的隔离性，解决方法是通过并发控制来保证隔离性。并发控制可以通过封锁来实现，但是封锁操作需要用户自己控制，相当复杂。数据库管理系统提供了事务的隔离级别，让用户以一种更轻松的方式处理并发一致性问题。

三、 封锁：

封锁粒度：

MySQL 中提供了两种封锁粒度：行级锁以及表级锁。
应该尽量只锁定需要修改的那部分数据，而不是所有的资源。锁定的数据量越少，发生锁争用的可能性就越小，系统的并发程度就越高。
但是加锁需要消耗资源，锁的各种操作（包括获取锁、释放锁、以及检查锁状态） 都会增加系统开销。因此封锁粒度越小，系统开销越大。
在选择封锁粒度时，需要在锁开销和并发程度之间做一个权衡。

封锁类型

  1.读写锁：

排他锁（Exclusive）, 简写为X 锁， 又称 写锁。
共享锁（Shared ）, 简写为 S 锁 ， 又称读锁。

有以下两个规定：
一个事务对数据对象A 加了X 锁，就可以对A 进行读取和更新。加锁期间其他事务不能对A 加任何锁。
一个事务对数据对象A 加了S 锁， 可以对A 进行读取操作，但是不能进行更新操作。加锁期间其他事务能对A 加S 锁，但不不能加 X 锁。

解释如下：
任意IS/IX 锁之间都是兼容的，因为他们只是想表示想要对表加锁，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，其他事务可以已经获得对表或者表中的行的S 锁。

封锁协议：

一级锁协议：

事务T 要修改数据A 时必须加X 锁，直到T 结束才释放锁。
可以解决丢失修改问题，因为不能同时有两个事务对同一个数据进行修改，那么事务修改就不会被覆盖。

二级锁协议：
在一级的基础上，要求读取数据A 时必须加S 锁，读取完马上释放S 锁。
可以解决读脏数据问题，因为如果一个事务在对数据A 进行修改，根据1 级封锁协议，会加X 锁，那么就不能再加 S 锁了，也就是不会读入数据。