MySQL事务&锁

一、事务&锁

MySQL事务&锁
    事务
        属性
            Atomicity：同一个事务里，要么都提交，要么都回滚
            Consistency：在事务开始之前和事务结束之后，数据库的完整性约束没有被破坏
            Isolation：并发事务之间的数据是彼此隔离的
            Durability：事务提交后，所有结果务必被持久化
        操作
            显式开启事务：begin/begin work/start transaction
            提交事务
                显式：commit
                隐式：begin/begin work/start transaction/set autocommit=1/DDL/DCL
            回滚事务
                显式：rollback
                隐式：连接断开/超时
            自动提交：set autocommit|@@autocommit=0|1 --会话级
        影响
            脏读：读取到其他事务修改但未提交的数据，读到的数据内容可能被回滚
            不可重复读：由于其他事务update/delete且已提交，两次读取相同的行，第二次检索到不同的行值/发现行被删除
            幻读：由于其他事务insert且已提交，第一次当前读没有检索到，第二次当前读检索到新结果集。幻读仅专指“新插入的行”
        隔离级别
            Read Uncommitted：读取一个未提交的事务，存在脏读现象
            Read Comminted：一致性读，同一事务中的Consistent reads每次创建新快照；
锁定读，对读取到的记录加锁(记录锁)，存在幻读现象；Gap锁只用于foreign-key和duplicate-key检查
            Repeatable Read：一致性读，同一事务中的Consistent reads在首次读操作创建快照。
锁定读，存在唯一索引且使用完整索引搜索，对读取到的记录加锁(记录锁)，如果记录不存在则对应Gap加锁；
其他情况，对读取到的记录加锁(记录锁)，同时对记录前的Gap加锁，不存在幻读现象
            Serializable：所有的读操作均为当前读，读加读锁 (S锁)，写加写锁(X锁)，读写冲突
        MVCC
            RC：每一个select都会创建Read View
            RR：事务中第一个select创建Read View；start transaction with consistent snapshot;立刻创建Read View
        查看修改事务隔离级别
            select @@global.tx_isolation,@@session.tx_isolation
            set [session|global] transaction isolation level [read uncommitted|read committed|repeatable read|serializable]
            不指定GLOBAL、SESSION关键字，本次连接当前事务还未起作用，要到下一个(尚未启动的)
新事务才起作用，下一个事务结束后，又将恢复成本次SESSION中原先的设置
    锁
        锁模式
            共享锁(S)：允许持有锁的事务进行读取操作
            排他锁(X)：允许持有锁的事务进行更新或删除操作
            意向锁(I，表级别)
        锁兼容性
            锁兼容性
        加锁范围
            全局锁
                Flush Tables With Read Lock
                Query Cache Lock：清空QC的方式 reset query cache或flush tables
            表级锁
                表锁：LOCK TABLES … READ/WRITE; UNLOCK TABLES
                元数据锁：MDL
                    当对表做增删改查操作的时候，加MDL读锁；当对表做结构变更操作的时候，加MDL写锁。MDL用于防止DDL和DML并发冲突
                    P_S查看MDL
                        update setup_instruments set ENABLED='YES',TIMED='YES' where name='wait/lock/metadata/sql/mdl';
                        select * from performance_schema.metadata_locks;
                    lock_wait_timeout(默认1年，建议改成300s或者更低)
            InnoDB行锁
                Record Lock：LOCK_REC_NOT_GAP，记录锁(主键、唯一索引)
                Gap Lock：LOCK_GAP，间隙锁
                Next-Key Lock：LOCK_ORDINARY，普通辅助索引
                Insert Intention Lock：LOCK_INSERT_INTENT，插入意向锁
                补充：MySQL的行锁是在引擎层由各个引擎自己实现的。MyISAM引擎不支持行锁，只能使用表锁；InnoDB引擎默认行锁，在索引上加锁
        影响
            锁等待：锁L1锁定某个对象R1，锁L2等待该锁释放，如果不释放，会一直等待，或者达到系统预设的超时阈值后告错
            死锁：锁资源请求产生了回路，例如：L1等待L2释放，L2等待L3释放，L3等待L1释放，死循环
        锁监控
            show global status like '%innodb_row_lock%'
            show engine innodb status
            information_schema.innodb_locks/innodb_lock_waits
            sys.innodb_lock_waits
            performance_schema.data_locks/data_lock_waits
        其他
            AUTO-INC Lock：自增锁，innodb_autoinc_lock_mode
            自旋锁
                用于控制InnoDB内部线程调度而生的轮询检测
                innodb_spin_wait_delay

二、Next-key Lock说明

https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-next-key-locking.html
To prevent phantoms, InnoDB uses an algorithm called next-key locking that combines index-row locking with gap locking. InnoDB performs row-level locking in such a way that when it searches or scans a table index, it sets shared or exclusive locks on the index records it encounters. Thus, the row-level locks are actually index-record locks. In addition, a next-key lock on an index record also affects the “gap” before that index record. That is, a next-key lock is an index-record lock plus a gap lock on the gap preceding the index record. If one session has a shared or exclusive lock on record R in an index, another session cannot insert a new index record in the gap immediately before R in the index order.
When InnoDB scans an index, it can also lock the gap after the last record in the index. 

下面通过一个例子来说明Next-key Lock

#创建测试表
CREATE TABLE test (
id int(11) NOT NULL,
code int(11) NOT NULL, 
PRIMARY KEY(id), 
KEY (code)
) ENGINE=InnoDB; 
#插入数据
INSERT INTO test(id,code) values(1,1),(5,5),(10,10),(15,10);

隔离级别RR，按顺序执行下面操作

会话1	会话2	说明
begin;	begin;
select * from test where code = 5 for update;
	insert into test select 2,2;	被阻塞，因为Gap Locks
	insert into test select 8,8;	被阻塞，因为Gap Locks
	insert into test select 9,10;	被阻塞，因为Gap Locks
	insert into test select 10,10;	报错，Duplicate entry '10' for key 'PRIMARY'
	insert into test select 11,10;	正常
	update test set code=0 where id=1;	正常，说明(1,1)这条记录没有加锁
	update test set code=11 where id=10;	正常，说明(10,10)这条记录没有加锁

会话1，对于普通索引的记录(code:id)

code:id	操作	说明
1:1
	({1:1},{5:5}) 左开右开 Gap Lock	Gap Lock+Record Lock 组成 Next-key Lock 普通辅助索引在search和scan的时候使用Next-key Lock的方式
	2:2 写入被阻塞
5:5	{5:5} Record Lock，({1:1},{5:5}] 左开右闭 组成Next-key Lock
	({5:5},{10:10}) 左开右开 Gap Lock	当InnoDB扫描一个索引时，它还会锁定索引中最后一条记录之后的Gap
	8:8 写入被阻塞
	10:9 写入被阻塞
10:10
	10:11 写入正常
15:10

会话1中 code=5 for update，对索引的锁定用区间表示，Gap锁锁定了({1:1},{5:5})，Record锁锁定了{5:5}索引记录，最后一条Record后的Gap锁锁住了({5:5},{10:10})，也就是说整个({1:1},{10:10})的区间被锁定了
如果会话1执行的是：

begin;
select * from test where code = 3 for update;  --3是不存在的记录

则它在区间 ({1:1},{5:5}) 加 Gap Lock
如果会话1执行的是：

begin;
select * from test where code > 8 for update;

在扫描过程中，找到了code=10，此时就会锁住5到10之间的Gap，10本身Record，以及10之后所有范围。此时另一个事务插入(6,6)、(9,9)或(11,11)都是不被允许的，只有在前一个索引5及5之前的索引和间隙才能执行插入(更新和删除也会被阻塞)