数据库的并发操作

事务

事务(Transaction)是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。

事务是恢复和并发控制的基本单位

事务的ACID特性：

原子性（Atomicity）:事务是数据库的逻辑工作单位
一致性（Consistency）:事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变

到另一个一致性状态
隔离性（Isolation）:一个事务的执行不能被其他事务干扰
持续性（Durability ）:一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该

是永久性的。

并发控制

事务是并发控制的基本单位

并发控制机制的任务

对并发操作进行正确调度
保证事务的隔离性
保证数据库的一致性

并发操作带来的数据不一致性

丢失修改（Lost Update）
不可重复读（Non-repeatable Read）
幻读（Phantom Read）
读“脏”数据（Dirty Read）

丢失修改：两个事务T-1和T-2读入同一数据并修改，T-2的提交结果破坏了T-1提交的结果，导致T-1的修改被丢失。(修改-修改冲突)

不可重复读：事务1读取某一数据，事务2对其做了修改；当事务1再次读该数据时，得到与前一次不同的值(读-更新冲突)

幻读：事务T-1按一定条件从数据库中读取了某些数据记录，事务T-2删除（插入）了其中部分记录，当T-1再次按相同条件读取数据时，发现某些记录神秘地消失（出现）了。（读-插入/删除冲突）

脏数据： 事务T-1修改某一数据，并将其写回磁盘；事务T-2读取同一数据后，T-1由于某种原因被撤销这时T-1，已修改过的数据恢复原值，T-2读到的数据就与数据库中的数据不一致T-2读到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据(修改-读冲突)

数据不一致性：由于并发操作破坏了事务的隔离性

并发控制就的目的就是要用正确的方式调度并发操作，使一个用户事务的执行不受其他事务的干扰，从而避免造成数据的不一致性

并发控制的主要技术

封锁(Locking)
时间戳
乐观控制法
多版本并发控制

封锁

封锁：封锁就是事务T在对某个数据对象（例如表、记录等）操作之前，先向系统发出请求，对其加锁

封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术

基本封锁类型

排它锁（Exclusive Locks，简记为X锁）又叫写锁
共享锁（Share Locks，简记为S锁）又叫读锁

排它锁：若事务T对数据对象A加上X锁，则只允许T读取和修改A，其它任何事务都不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁保证其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和修改A

共享锁：若事务T对数据对象A加上S锁，则事务T可以读A，但不能修改A，其它事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁，保证其他事务可以读A，但在T释放A上的S锁之前，不能对A做任何修改

封锁协议

封锁协议：在运用X锁和S锁对数据对象加锁时，需要约定一些规则，这些规则为 Locking Protocol

对封锁方式规定不同的规则，就形成了各种不同的封锁协议，在不同的程度上保证并发操作的正确调度。

封锁协议决定了事物的隔离级别。

三级封锁协议

一级封锁协议
二级封锁协议
三级封锁协议

一级封锁协议：事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放。

正常结束（COMMIT）

非正常结束（ROLLBACK）

一级封锁协议可防止丢失修改，并保证事务T是可恢复的，它不能保证可重复读和不读“脏”数据。

二级封锁协议：一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁，读完后即可释S锁。

二级封锁协议可以防止丢失修改和读“脏”数据
三级封锁协议：一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁，直到事务结束才释放。

三级封锁协议可防止丢失修改、读脏数据和不可重复读。

事务的四个隔离级别

mysql中的隔离级别有四种：

封锁的粒度

封锁对象的大小称为封锁粒度(Granularity)

封锁的对象:逻辑单元，物理单元

逻辑单元: 属性值、属性值的集合、元组、关系、索引项、整个索引、整个数据库等

物理单元：页（数据页或索引页）、物理记录等

封锁粒度与系统的并发度和并发控制的开销密切相关。

封锁的粒度越大，数据库所能够封锁的数据单元就越少，并发度就越小，系统开销也越小；

封锁的粒度越小，并发度较高，但系统开销也就越大

表锁：封锁粒度为表（关系）的锁

行锁：封锁粒度为行（元祖）的锁

悲观锁与乐观锁

（1）悲观锁：顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。

（2）乐观锁： 顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，像数据库如果提供类似于write_condition机制的其实都是提供的乐观锁。

（3）悲观锁和乐观锁的区别：