MYSQL事务原理分析（三）
目录
一. 事务
1. 事物的定义和必要性
2. 事务的基本语句
3. ACID 特性
4. Undo Log 与 Redo Log
Undo Log（回滚日志）
Redo Log（重做日志）
二. 事务隔离级别
1. 并发问题与隔离级别的关系
2. 四种隔离级别
3. 隔离级别操作命令
三. MVCC（多版本并发控制）（⭐⭐⭐⭐⭐）
1. MVCC 核心原理
2. Read View
可见性判断：
3. 不同隔离级别下 MVCC 行为
4. 快照读 VS 当前读
四.MySQL 锁机制
1. 锁的粒度
2. 常见锁类型
全局锁
表级锁
行级锁
3. 锁算法
记录锁（Record Lock）
间隙锁（Gap Lock）
临键锁（Next-Key Lock）
五.死锁
1.死锁的概念与原因
2. 如何避免死锁
一. 事务
1. 事物的定义和必要性
在数据库多用户高并发访问场景中，多个连接同时操作数据可能导致数据不一致。
事务（Transaction）是数据库管理系统提供的一种机制，用于确保一组数据库操作要么全部成功执行，要么全部失败回滚，从而保证数据的完整性和一致性。
2. 事务的基本语句
MySQL 提供以下事务控制语句：
--显式开启事务
START TRANSTACTION; --提交事务，持久化所有更改
COMMIT;--回滚事务，撤销未提交的修改
ROLLBACK;--创建保存点
SAVEPOINT identifier;--删除保存点
RELEASE SAVEPOINT identifier;--回滚到指定保存点
ROLLBACK TO SAVEPOINT identifier;3. ACID 特性
| 特性 | 含义 | 实现机制 |
| 原子性（Atomicity） | 事务中所有操作要么全部完成，要么全部不完成，不可分割 | 通过 Undo log 实现回滚能力 |
| 一致性（Consistency） | 事务执行前后，数据库的完整性约束没有被破坏，数据保持一致 | 依赖约束，外键等规则强制实现 |
| 隔离性（Isolation） | 多个事务并发执行时，事物之间不互相影响 | 通过 MVCC 和锁机制实现 |
| 持久性（Durability） | 一旦事务提交，其对数据库的修改应该永久保存，即使系统崩溃 | 基于 Redo log 实现崩溃恢复 |
4. Undo Log 与 Redo Log
Undo Log（回滚日志）
- 作用：记录数据修改前的状态，用于事务回滚或 MVCC 的快照读
- 特点：InnoDB 引擎特有，保证事务原子性
Redo Log（重做日志）
- 作用：记录事务对数据页的修改，确保事务持久化
- 特点：顺序写入，高效持久化，崩溃回复时用于重建数据
二. 事务隔离级别
1. 并发问题与隔离级别的关系
在多事务并发执行时，若没有适当的隔离机制，可能会出现以下问题：
- 脏读：一个事务读取了另一个未提交事务修改的数据
- 不可重复读：同一事务多次读取同一数据返回不同结果
- 幻读：同一事务中，两次查询的结果集不一致
2. 四种隔离级别
| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
| 读未提交（READ UNCOMMITED） | 可能 | 可能 | 可能 |
| 读已提交（READ COMMITED） | 不可能 | 可能 | 可能 |
| 可重复读（REPEATABLE READ）（MYSQL默认） | 不可能 | 不可能 | 可能 |
| 可串行化（SERIALIZABLE） | 不可能 | 不可能 | 不可能 |
3. 隔离级别操作命令
-- 查看当前会话隔离级别
SELECT @@tx_isolation;-- 设置当前会话隔离级别
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;-- 设置全局隔离级别（需重启或新连接生效）
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;三. MVCC（多版本并发控制）（⭐⭐⭐⭐⭐）
1. MVCC 核心原理
MVCC 是 InnoDB 实现高并发的关键技术，通过保存数据的多个版本，使得读写操作可以并发执行而互不阻塞，核心机制包括：
- Undo Log ：存储数据的历史版本
- Read View ：事务执行期间的快照，用于判断可见性
Undo Log 会随着事务提交后被清除（并不是永久保存）
2. Read View
| 属性 | 作用 |
| m_ids | 当前活跃的事务ID集合（还未提交的事务） |
| min_trx_id | 当前活跃事务中最小的事务ID |
| max_trx_id | 下一个即将分配的事务ID（并不一定是最大的事务ID） |
| creat_trx_id | 每一行数据的创建事务ID（trx_id字段） |
可见性判断：
- trx_id < min_trx_id：说明该记录在创建read view 之前已经提交，所以对当前事务可见；
- trx_id >= max_trx_id：说明该记录是在创建read view 之后启动事务生成的，所以对当前事务不可见
- min_trx_id <= trx_id < max_trx_id：此时需要判断是否在 m_ids 集合中；
- 在列表中；生成该版本记录的事务仍处于活跃状态，该版本记录对当前事务不可见；
- 不在列表中；生成该版本记录的事务已经提交，该版本记录对当前事务可见；
3. 不同隔离级别下 MVCC 行为
| 隔离级别 | Read View 创建时机 | 说明 |
| READ COMMITED（读已提交） | 每次查询时创建新的 Read View | 可以读取其他事务已提交的修改 |
| REPEATABLE READ（可重复读） | 事务开始时创建唯一的 Read View | 事务内查询结果保持一致 |
4. 快照读 VS 当前读
| 类型 | 说明 | 案例 |
| 快照读（Snapshot Read） | 非锁定读，走MVCC快照 | SELECT * FROM table WHERE id = 1; |
| 当前读（Current Read） | 加锁读，拿最新版本 | SELECT * FROM table WHERE id = 1 FOR UPDATE; |
四.MySQL 锁机制
1. 锁的粒度
MySQL 支持多种锁粒度
- 表级锁：对整张表加锁，开销小但并发度低
- 页级锁：对数据页加锁（主要用于 MyISAM 索引缓存，InnoDB 不使用）
- 行级锁：对记录加锁，开销大但并发度高（InnoDB 支持）
2. 常见锁类型
全局锁
-- 全局只读锁（用于一致性备份）
FLUSH TABLES WITH READ LOCK;-- 全局写锁（用于表结构变更）
LOCK TABLES table_name WRITE;- 全局锁会锁定整个数据库，其他事务无法进行读写操作。
表级锁
- 意向共享锁（IS）：事务打算对表中某些记录加共享锁
- 意向排他锁（IX）：事务打算对表中某些记录加排他锁
意向锁不会阻塞其他意向锁，但会与表级的共享或排他锁发生冲突
行级锁
- 共享锁（S Lock）：允许其他事务读取同一行，但阻止写入
- 排他锁（X Lock）：阻止其他事务获取任何类型的锁
InnoDB 使用MVCC + 行锁结合实现高并发控制
3. 锁算法
InnoDB 主要实现了三种行锁算法
记录锁（Record Lock）
锁定单个索引记录，防止其他事务修改或删除。
SELECT * FROM user WHERE id = 5 FOR UPDATE;//若 id 有索引，这条语句会对 id=5 的那一条记录加记录锁间隙锁（Gap Lock）
锁定索引记录之间的间隙，防止插入新纪录，避免幻读
SELECT * FROM user WHERE id < 5 FOR UPDATE;//会锁住 (5, ∞) 范围的间隙，阻止插入 id > 5 的新记录。临键锁（Next-Key Lock）
记录锁与间隙锁的组合，锁定记录及其前面的间隙，是InnoDB 默认的行锁算法
SELECT * FROM user WHERE id BETWEEN 5 AND 10 FOR UPDATE;五.死锁
1.死锁的概念与原因
死锁是指两个或多个事务在执行过程中，因争夺锁资源而造成的一种互相等待的现象。常见场景包括：
- 相反加锁顺序：事务 A 锁定资源 X 并请求资源 Y，同时事务 B 锁定资源 Y 并请求资源 X
- 锁冲突：高并发环境下，多个事务频繁争夺相同资源
2. 如何避免死锁
| 方法 | 说明 |
| 统一加锁顺序 | 用一致的顺序加锁，避免环形等待 |
| 控制事务粒度与范围 | 缩小每个事务锁定的数据范围和执行时间 |
| 减少范围查询 | 减少 BRTWEEN/</> 查询，避免间隙锁干扰 |
| 合理设置索引 | 避免全表扫描导致不必要的行锁或表锁 |
| 设置死锁重试机制 | 捕获错误码 1213，程序自动重试一次事务操作 |
| 适当降低隔离级别 | 如使用 Read Committed 替代 Repeatable Read（锁冲突） |