最近突然發(fā)現(xiàn)忘了
數(shù)據(jù)庫鎖和數(shù)據(jù)庫隔離級別，時常弄混它們之間的關(guān)系。為此特此寫下此博客，以方便自己復(fù)習(xí)，同時也可以幫助博友。
數(shù)據(jù)庫鎖
數(shù)據(jù)庫鎖就是事務(wù)T在對某個數(shù)據(jù)對象（例如表、記錄等）操作之前，先向系統(tǒng)發(fā)出請求，對其加鎖。加鎖后事務(wù)T就對該數(shù)據(jù)對象有了一定的控制，在事務(wù)T釋放它的鎖之前，其它的事務(wù)不能更新此數(shù)據(jù)對象。
數(shù)據(jù)庫鎖是實現(xiàn)并發(fā)控制的重要技術(shù)，但是“鎖”會帶來系統(tǒng)額外的開銷。所以需要注意選擇封鎖粒度時必須同時考慮開銷和并發(fā)度兩個因素，進(jìn)行權(quán)衡，以求得最優(yōu)的效果。
鎖的類型主要有兩種類型排它鎖（也叫獨占鎖）和共享鎖，當(dāng)然還有很多教程增加了一種--更新鎖。
共享（S)鎖：多個事務(wù)可封鎖一個共享頁；任何事務(wù)都不能修改該頁； 通常是該頁被讀取完畢，S鎖立即被釋放。在執(zhí)行select語句的時候需要給操作對象（表或者一些記錄）加上共享鎖，但加鎖之前需要檢查是否有排他鎖，如果沒有，則可以加共享鎖（一個對象上可以加n個共享鎖），否則不行。共享鎖通常在執(zhí)行完select語句之后被釋放，當(dāng)然也有可能是在事務(wù)結(jié)束（包括正常結(jié)束和異常結(jié)束）的時候被釋放，主要取決與數(shù)據(jù)庫所設(shè)置的事務(wù)隔離級別。
排它（X)鎖：僅允許一個事務(wù)封鎖此頁；其他任何事務(wù)必須等到X鎖被釋放才能對該頁進(jìn)行訪問；X鎖一直到事務(wù)結(jié)束才能被釋放。執(zhí)行insert、update、delete語句的時候需要給操作的對象加排他鎖（我感覺在執(zhí)行insert的時候應(yīng)該是在表級加排他鎖），在加排他鎖之前必須確認(rèn)該對象上沒有其他任何鎖，一旦加上排他鎖之后，就不能再給這個對象加其他任何鎖。排他鎖的釋放通常是在事務(wù)結(jié)束的時候（當(dāng)然也有例外，就是在數(shù)據(jù)庫事務(wù)隔離級別被設(shè)置成Read Uncommitted（讀未提交數(shù)據(jù)）的時候，這種情況下排他鎖會在執(zhí)行完更新操作之后就釋放，而不是在事務(wù)結(jié)束的時候）。
更新（U)鎖：用來預(yù)定要對此頁施加X鎖，它允許其他事務(wù)讀，但不允許再施加U鎖或X鎖；當(dāng)被讀取的頁將要被更新時，則升級為X鎖；U鎖一直到事務(wù)結(jié)束時才能被釋放。數(shù)據(jù)庫是支持在一個事務(wù)中進(jìn)行自動鎖升級的，例如，在某個事務(wù)中先執(zhí)行select語句，后執(zhí)行update語句，這兩條語句操作了同一個對象，并且假定共享鎖是在事務(wù)結(jié)束的時候被釋放的。如果數(shù)據(jù)庫不支持自動鎖升級，那么當(dāng)update語句請求排他鎖的時候?qū)⒉荒艹晒ΑＲ驗橹皊elect語句的共享鎖沒有被釋放，那么事務(wù)就進(jìn)入了無限等待，即死鎖。有了自動鎖升級，在執(zhí)行update語句的時候就可以將之前加的共享鎖升級為排他鎖，但有個前提，就是這個共享鎖必須是本事務(wù)自己加的，而且在操作對象上沒有在加其他任何鎖，否則共享鎖是不能被升級為排他鎖的，必須等待其他鎖的釋放。
因為通常在執(zhí)行更新操作的時候要先查詢，也就是我們通常會在update語句和delete語句中加where子句。那么，有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可能會在執(zhí)行查詢的時候先給操作對象加共享鎖，然后在更新的時候加排他鎖，但這么做會有問題，也就是如果兩個事務(wù)同時要更新一個對象，都先給這個對象加了共享鎖，當(dāng)要更新的時候，都請求升級鎖，但由于這個對象上存在對方事務(wù)加的共享鎖。。所以無法升級。這樣兩個事務(wù)就在等待對方釋放共享鎖，進(jìn)入死鎖狀態(tài)。更新鎖就是為了解決這個問題，即在執(zhí)行查詢操作的時候加的不是共享鎖而是更新鎖（一個對象上只能有一個更新鎖和n個共享鎖），當(dāng)要更新的時候，再將更新鎖升級為排他鎖，升級前提是這個對象上只有本事務(wù)加的更新鎖，沒有其他任何鎖了。其實，，我想，如果在執(zhí)行查詢的時候就給事務(wù)加排他鎖不也能解決死鎖問題嗎，但這樣似乎會減弱系統(tǒng)的并發(fā)性能。
數(shù)據(jù)庫的事務(wù)隔離級別
在數(shù)據(jù)庫操作中，為了有效保證并發(fā)讀取數(shù)據(jù)的正確性，提出的事務(wù)隔離級別。
在沒有數(shù)據(jù)庫的事務(wù)隔離級別時會出現(xiàn)如下問題：
更新丟失
兩個事務(wù)都同時更新一行數(shù)據(jù)，但是第二個事務(wù)卻中途失敗退出，導(dǎo)致對數(shù)據(jù)的兩個修改都失效了。這是因為系統(tǒng)沒有執(zhí)行任何的鎖操作，因此并發(fā)事務(wù)并沒有被隔離開來。
臟讀
一個事務(wù)開始讀取了某行數(shù)據(jù)，但是另外一個事務(wù)已經(jīng)更新了此數(shù)據(jù)但沒有能夠及時提交。這是相當(dāng)危險的，因為很可能所有的操作都被回滾。
不可重復(fù)讀
不可重復(fù)讀（Non-repeatable Reads）：一個事務(wù)對同一行數(shù)據(jù)重復(fù)讀取兩次，但是卻得到了不同的結(jié)果。
包括以下情況：
（1） 事務(wù)T1讀取某一數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2對其做了修改，當(dāng)事務(wù)T1再次讀該數(shù)據(jù)時得到與前一次不同的值。
（2） 幻讀（Phantom Reads）：事務(wù)在操作過程中進(jìn)行兩次查詢，第二次查詢的結(jié)果包含了第一次查詢中未出現(xiàn)的數(shù)據(jù)或者缺少了第一次查詢中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)（這里并不要求兩次查詢的SQL語句相同）。這是因為在兩次查詢過程中有另外一個事務(wù)插入數(shù)據(jù)造成的。
為了避免上面出現(xiàn)的幾種情況，在標(biāo)準(zhǔn)SQL規(guī)范中，定義了4個事務(wù)隔離級別，不同的隔離級別對事務(wù)的處理不同。
未授權(quán)讀取
也稱為讀未提交（Read Uncommitted）：允許臟讀取，但不允許更新丟失。如果一個事務(wù)已經(jīng)開始寫數(shù)據(jù)，則另外一個事務(wù)則不允許同時進(jìn)行寫操作，但允許其他事務(wù)讀此行數(shù)據(jù)。該隔離級別可以通過“排他寫鎖”實現(xiàn)。
授權(quán)讀取
也稱為讀提交（Read Committed）：允許不可重復(fù)讀取，但不允許臟讀取。這可以通過“瞬間共享讀鎖”和“排他寫鎖”實現(xiàn)。讀取數(shù)據(jù)的事務(wù)允許其他事務(wù)繼續(xù)訪問該行數(shù)據(jù)，但是未提交的寫事務(wù)將會禁止其他事務(wù)訪問該行。
可重復(fù)讀取（Repeatable Read）
可重復(fù)讀取（Repeatable Read）：禁止不可重復(fù)讀取和臟讀取，但是有時可能出現(xiàn)幻影數(shù)據(jù)。這可以通過“共享讀鎖”和“排他寫鎖”實現(xiàn)。讀取數(shù)據(jù)的事務(wù)將會禁止寫事務(wù)（但允許讀事務(wù)），寫事務(wù)則禁止任何其他事務(wù)。
序列化（Serializable）
序列化（Serializable）：提供嚴(yán)格的事務(wù)隔離。它要求事務(wù)序列化執(zhí)行，事務(wù)只能一個接著一個地執(zhí)行，但不能并發(fā)執(zhí)行。如果僅僅通過“行級鎖”是無法實現(xiàn)事務(wù)序列化的，必須通過其他機(jī)制保證新插入的數(shù)據(jù)不會被剛執(zhí)行查詢操作的事務(wù)訪問到。
隔離級別越高，越能保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，但是對并發(fā)性能的影響也越大。對于多數(shù)應(yīng)用程序，可以優(yōu)先考慮把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的隔離級別設(shè)為Read Committed。它能夠避免臟讀取，而且具有較好的并發(fā)性能。盡管它會導(dǎo)致不可重復(fù)讀、虛讀和第二類丟失更新這些并發(fā)問題，在可能出現(xiàn)這類問題的個別場合，可以由應(yīng)用程序采用悲觀鎖或樂觀鎖來控制。