事務和鎖
事務的定義
簡而言之： 事務（Transaction）是併發控制的基本單位。
事務的特點 ACID
原子性（Atomicity）：一個事務是一個不可分割的工作單位，事務中包括的諸操作要麼都做，要麼都不做。
一致性（Consistency）：事務必須是使資料庫從一個一致性狀態變到另一個一致性狀態。一致性與原子性是密切相關的。
隔離性（Isolation）：一個事務的執行不能被其他事務干擾。即一個事務內部的操作及使用的資料對併發的其他事務是隔離的，併發執行的各個事務之間不能互相干擾。
永續性（Durability）：永續性也稱永久性（permanence），指一個事務一旦提交，它對資料庫中資料的改變就應該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應該對其有任何影響。
事務對應的語句
BEGIN TRANSACTION 開始事務
COMMIT TRANSACTION 提交事務
ROLLBACK TRANSACTION 回滾事務
事務併發控制
事務不考慮隔離性引發的問題
髒讀：此種異常時因為一個事務讀取了另一個事務修改了但是未提交的資料，當修改的事務進行回滾操作時將造成讀取事務異常。
不可重複讀：在一個事務內讀取表中的某一行資料，多次讀取結果不同。（一個事務讀取到了另外一個事務提交的資料）
幻讀（虛讀）：指在一個事務內讀取到了別的事務插入的資料，導致前後讀取不一致。例如讀整個表，即表的行數，例如第一次讀某個表有3條記錄，第二次讀該表又有4條記錄 （和不可重複讀的不同：不可重複讀針對的是資料的值，幻讀針對的是資料的數量）
資料庫事務隔離級別（SQL標準定義）
READ UNCOMMITTED（未提交讀）：事務中的修改，即使沒有提交，其他事務也可以看得到。很容易導致髒讀等眾多問題，如無必要，很少使用
READ COMMITTED（提交讀）：大多數資料庫系統預設的隔離級別（除Mysql等）。這種隔離級別就是一個事務的開始，只能看到已經完成的事務的結果，正在執行的，是無法被其他事務看到的。這種級別會出現讀取舊資料的現象，即不可重複讀的問題。
REPEATABLE READ（可重複讀）：解決了髒讀的問題，該級別保證了每行的記錄的結果是一致的，也就是上面說的讀了舊資料的問題，但是卻無法解決另一個問題，幻行，顧名思義就是突然蹦出來的行資料。指的就是某個事務在讀取某個範圍的資料，但是另一個事務又向這個範圍的資料去插入資料，導致多次讀取的時候，資料的行數不一致。即幻讀。–MYSQL預設隔離級別
SERIALIZABLE（可序列化）：最高的隔離級別，它透過強制事務序列執行（注意是序列），避免了前面的幻讀情況，由於他大量加上鎖，導致大量的請求超時，因此效能會比較底下，在特別需要資料一致性且併發量不需要那麼大的時候才可能考慮這個隔離級別
資料庫鎖
資料庫鎖的基本型別：
X鎖：exclusive 用於寫操作
- 某資料物件在沒有加任何鎖的情況下，一個事務可以對其加X鎖，而其他事務就不能對其再加任何鎖
S鎖：share 用於讀操作
- 一個事務對某資料物件加了S 鎖後，其他事務就不能對其加X鎖，但可以加S鎖
U鎖：update
- 事務要更新資料物件時，先申請該物件的U 鎖。物件加了U鎖，允許其他事務對它加S鎖。在最後寫入時，再申請將U鎖升級為X鎖。不必在全過程中加X
不同級別的加鎖協議
一級封鎖協議（髒資料、不可重複讀）
任一事務在寫某資料前，必須對其加上X鎖，該事務結束後才釋放。不採用S鎖，讀資料不用加鎖。
事務結束包括正常結束（COMMIT）和非正常結束（ROLLBACK）。
二級封鎖協議（不可重複讀）
滿足一級封鎖協議，且任一事務在讀取某資料前，必須對其加上S鎖，讀完後 就釋放
三級封鎖協議（）
滿足一級封鎖協議，且任一事務在讀取某資料前，必須對其加上S鎖，事務結束後 釋放鎖
其他加鎖協議
兩階段加鎖協議：
整個事務分為兩個階段，前一個階段為加鎖，後一個階段為解鎖。在加鎖階段，事務只能加鎖，也可以操作資料，但不能解鎖，直到事務釋放第一個鎖，就進入解鎖階段，此過程中事務只能解鎖，也可以操作資料，不能再加鎖。兩階段鎖協議使得事務具有較高的併發度，因為解鎖不必發生在事務結尾。它的不足是沒有解決死鎖的問題，因為它在加鎖階段沒有順序要求。如兩個事務分別申請了A, B鎖，接著又申請對方的鎖，此時進入死鎖狀態。
定理：若所有事務均遵守兩段鎖協議，則這些事務的所有交叉排程都是可序列化的。
多粒度加鎖協議
行級鎖：開銷大，加鎖慢；會出現死鎖；鎖定粒度最小，發生鎖衝突的機率最低，併發度也最高。只在儲存引擎層實現
頁級鎖：開銷和加鎖時間界於表鎖和行鎖之間；會出現死鎖；鎖定粒度界於表鎖和行鎖之間，併發度一般
表級鎖：開銷小，加鎖快；不會出現死鎖；鎖定粒度大，發生鎖衝突的機率最高，併發度最低。
事務和鎖
事務的定義
簡而言之： 事務（Transaction）是併發控制的基本單位。
所謂的事務，它是一個操作序列，這些操作要麼都執行，要麼都不執行，它是一個不可分割的工作單位。事務的特點 ACID
原子性（Atomicity）：一個事務是一個不可分割的工作單位，事務中包括的諸操作要麼都做，要麼都不做。
一致性（Consistency）：事務必須是使資料庫從一個一致性狀態變到另一個一致性狀態。一致性與原子性是密切相關的。
隔離性（Isolation）：一個事務的執行不能被其他事務干擾。即一個事務內部的操作及使用的資料對併發的其他事務是隔離的，併發執行的各個事務之間不能互相干擾。
永續性（Durability）：永續性也稱永久性（permanence），指一個事務一旦提交，它對資料庫中資料的改變就應該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應該對其有任何影響。
事務對應的語句
BEGIN TRANSACTION 開始事務
COMMIT TRANSACTION 提交事務
ROLLBACK TRANSACTION 回滾事務
事務併發控制
事務不考慮隔離性引發的問題
髒讀：此種異常時因為一個事務讀取了另一個事務修改了但是未提交的資料，當修改的事務進行回滾操作時將造成讀取事務異常。
不可重複讀：在一個事務內讀取表中的某一行資料，多次讀取結果不同。（一個事務讀取到了另外一個事務提交的資料）
幻讀（虛讀）：指在一個事務內讀取到了別的事務插入的資料，導致前後讀取不一致。例如讀整個表，即表的行數，例如第一次讀某個表有3條記錄，第二次讀該表又有4條記錄 （和不可重複讀的不同：不可重複讀針對的是資料的值，幻讀針對的是資料的數量）
資料庫事務隔離級別（SQL標準定義）
READ UNCOMMITTED（未提交讀）：事務中的修改，即使沒有提交，其他事務也可以看得到。很容易導致髒讀等眾多問題，如無必要，很少使用
READ COMMITTED（提交讀）：大多數資料庫系統預設的隔離級別（除Mysql等）。這種隔離級別就是一個事務的開始，只能看到已經完成的事務的結果，正在執行的，是無法被其他事務看到的。這種級別會出現讀取舊資料的現象，即不可重複讀的問題。
REPEATABLE READ（可重複讀）：解決了髒讀的問題，該級別保證了每行的記錄的結果是一致的，也就是上面說的讀了舊資料的問題，但是卻無法解決另一個問題，幻行，顧名思義就是突然蹦出來的行資料。指的就是某個事務在讀取某個範圍的資料，但是另一個事務又向這個範圍的資料去插入資料，導致多次讀取的時候，資料的行數不一致。即幻讀。–MYSQL預設隔離級別
SERIALIZABLE（可序列化）：最高的隔離級別，它透過強制事務序列執行（注意是序列），避免了前面的幻讀情況，由於他大量加上鎖，導致大量的請求超時，因此效能會比較底下，在特別需要資料一致性且併發量不需要那麼大的時候才可能考慮這個隔離級別
資料庫鎖
資料庫鎖的基本型別：
X鎖：exclusive 用於寫操作
- 某資料物件在沒有加任何鎖的情況下，一個事務可以對其加X鎖，而其他事務就不能對其再加任何鎖
S鎖：share 用於讀操作
- 一個事務對某資料物件加了S 鎖後，其他事務就不能對其加X鎖，但可以加S鎖
U鎖：update
- 事務要更新資料物件時，先申請該物件的U 鎖。物件加了U鎖，允許其他事務對它加S鎖。在最後寫入時，再申請將U鎖升級為X鎖。不必在全過程中加X
不同級別的加鎖協議
一級封鎖協議（髒資料、不可重複讀）
任一事務在寫某資料前，必須對其加上X鎖，該事務結束後才釋放。不採用S鎖，讀資料不用加鎖。
事務結束包括正常結束（COMMIT）和非正常結束（ROLLBACK）。
二級封鎖協議（不可重複讀）
滿足一級封鎖協議，且任一事務在讀取某資料前，必須對其加上S鎖，讀完後 就釋放
三級封鎖協議（）
滿足一級封鎖協議，且任一事務在讀取某資料前，必須對其加上S鎖，事務結束後 釋放鎖
其他加鎖協議
兩階段加鎖協議：
整個事務分為兩個階段，前一個階段為加鎖，後一個階段為解鎖。在加鎖階段，事務只能加鎖，也可以操作資料，但不能解鎖，直到事務釋放第一個鎖，就進入解鎖階段，此過程中事務只能解鎖，也可以操作資料，不能再加鎖。兩階段鎖協議使得事務具有較高的併發度，因為解鎖不必發生在事務結尾。它的不足是沒有解決死鎖的問題，因為它在加鎖階段沒有順序要求。如兩個事務分別申請了A, B鎖，接著又申請對方的鎖，此時進入死鎖狀態。
定理：若所有事務均遵守兩段鎖協議，則這些事務的所有交叉排程都是可序列化的。
多粒度加鎖協議
行級鎖：開銷大，加鎖慢；會出現死鎖；鎖定粒度最小，發生鎖衝突的機率最低，併發度也最高。只在儲存引擎層實現
頁級鎖：開銷和加鎖時間界於表鎖和行鎖之間；會出現死鎖；鎖定粒度界於表鎖和行鎖之間，併發度一般
表級鎖：開銷小，加鎖快；不會出現死鎖；鎖定粒度大，發生鎖衝突的機率最高，併發度最低。