Mysql事务和锁原理——岁月云实战笔记

warrah

已于 2025-01-11 10:22:36 修改

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分类专栏：岁月云——运维文章标签： mysql 数据库

于 2024-12-13 08:47:23 首次发布

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1 事务特性

1.1 原子性

mysql通过WAL（Write Ahead Log，写前日志）来实现。如果事务提交了，但buffer pool中脏页没有刷盘，则从redo日志恢复。MySQL InnoDB 存储引擎中，即使事务尚未提交，某些情况下缓冲池（Buffer Pool）中的脏页也可能被刷写到磁盘。InnoDB 使用多个后台线程来管理缓冲池中的页面刷新，包括 master thread 和 page cleaner threads。这些线程会定期检查缓冲池，将脏页刷新到磁盘，以确保缓冲池中有足够的干净页面用于新的读取操作。这个过程并不依赖于事务是否已经提交，这个时候就可以通过undo日志来保证。

1.2 持久性

MySQL InnoDB 存储引擎使用两阶段提交协议来确保 Redo Log 和 Binlog 的一致性。具体来说：

        在准备阶段，InnoDB会先将事务记录到 Redo Log 中，并标记为“prepare”状态。
        然后，MySQL Server层会将同样的事务记录到 Binlog 中。
        在提交阶段，InnoDB会再次更新 Redo Log，标记事务为“commit”。
通过这种方式，即使在提交过程中发生崩溃，也可以根据 Redo Log 和 Binlog 的状态进行正确的恢复操作。

1.3 隔离性

从低到高：读未提交、读提交、可重复读、可串行化。

1.4 一致性

约束一致性和数据一致性，通过原子性、隔离性和持久性来保证一致性。

2 事务隔离

脏读：一个事务访问到了另一个事务未提交的数据。

不可重复读：一个事务读取同一条记录2次，结果不一致。

幻读：一个事务读取2次，得到记录条数据不一致。

mysql默认隔离级别式Repeatable read，会出现幻读，因为当前事务正在读，不允许其他事务写，允许其他事务读，但没有约束其他事务的insert操作。mysql额外使用间隙锁（Gap lock）来防止幻读，但Gap lock会造成缩表。最佳事件是采用行级锁。

3 锁机制

单版本来保证事务之间互相隔离。行锁又分为共享锁（读锁，读不限制，但写会阻塞）和排他锁（写锁，读和写都阻塞）。共享锁和排他锁都是悲观锁，乐观锁是指在数据更新提交时才进行冲突检测，发生冲突则提示错误。区别就是悲观锁时先锁再说，乐观锁时先修改再说。

为了允许表锁和行锁并存，实现多粒度锁机制，Innodb内部使用了意向共享锁（表锁）、意向排他锁（表锁）、自增锁（特殊的表锁）。就是说如果事务想对数据行进行加行锁，就需要对该行对应的表进行加意向锁。

3.1 自增锁

自增锁的实现形式，mysql8之前默认值是1（连续模式），之后是2（交叉模式，所有的insert都不会使用AUTO-inc自增锁，而使用轻量的mutex锁，这样多条insert可以并发执行）

连续模式下，insert确定条数据时，不会使用自增锁，会直接将insert语句锁需要的自增锁预留出来。实际分配ID的过程，innodb会使用轻量级的Mutex锁，ID分配完，Mutex锁自动释放。但insert into select会用到自增锁。我们的系统一般是对自增值连续性并不敏感且binlog一般使用ROW模式，故可以调整为2以提升性能。binlog如果是statement或Mixed，在主从同步会产生数据不一致的情况。