mysql 事务和锁知多少，java数据库最新面试题

小蚂蚁

MySQL的持久性也与WAL技术相关，redo log 在系统 Crash 重启之类的情况时，可以修复数据，从而保障事务的持久性。通过原子性可以保证逻辑上的持久性，通过存储引擎的数据刷盘可以保证物理上的持久性。
[]( )隔离性
是指一个事务的执行，不会被其他事务干扰，一个事务的内部操作及使用的数据对其他的并发事务是隔离的。
[]( )一致性
是指事务在开始前和事务结束后，数据库的完整性限制没有被破坏。一致性分为约束一致性和数据一致性。

• 约束一致性：创建表结构时所指定的外键、check、唯一索引等约束
  
• 数据一致性： 有原子性、持久性、隔离性共同保障的结果。
  

ACID 及它们之间的关系如下图所示，4个特性中有3个与 WAL 有关系，都需要通过 Redo、Undo 日志来保证等。
WAL的全称为Write-Ahead Logging，先写日志，再写磁盘。

[]( )事务控制
[]( )事务并发
事务并发处理可能会带来一些问题，比如：更新丢失、脏读、不可重复读、幻读等。

• 更新丢失
  

当两个或多个事务更新同一行记录，会产生更新丢失现象。可以分为回滚覆盖和提交覆盖。
回滚覆盖：一个事务回滚操作，把其他事务已提交的数据给覆盖了。
提交覆盖：一个事务提交操作，把其他事务已提交的数据给覆盖了。

• 脏读
  

一个事务读取到了另一个事务修改但未提交的数据。

• 不可重复读
  

一个事务中多次读取同一行记录不一致，后面读取的跟前面读取的不一致。

• 幻读
  

一个事务中多次按相同条件查询，结果不一致。后续查询的结果和面前查询结果不同，多了或少了几行记录。
[]( )排它锁
引入锁之后就可以支持并发处理事务，如果事务之间涉及到相同的数据项时，会使用排他锁，或叫互斥锁，先进入的事务独占数据项以后，其他事务被阻塞，等待前面的事务释放锁。

在整个事务1结束之前，锁是不会被释放的，所以，事务2必须等到事务1结束之后开始。
[]( )读写锁
读和写操作：读读、写写、读写、写读。
读写锁就是进一步细化锁的颗粒度，区分读操作和写操作，让读和读之间不加锁，这样下面的两个事务就可以同时被执行了。

读写锁，可以让读和读并行，而读和写、写和读、写和写这几种之间还是要加排他锁。
[]( )MVCC
多版本控制MVCC，也就是Copy on Write的思想。MVCC除了支持读和读并行，还支持读和写、写和读的并行，但为了保证一致性，写和写是无法并行的。

在事务1开始写操作的时候会copy一个记录的副本，其他事务读操作会读取这个记录副本，因此不会影响其他事务对此记录的读取，实现写和读并行。
概念
MVCC（Multi Version Concurrency Control）被称为多版本控制，是指在数据库中为了实现高并发的数据访问，对数据进行多版本处理，并通过事务的可见性来保证事务能看到自己应该看到的数据版本。多版本控制很巧妙地将稀缺资源的独占互斥转换为并发，大大提高了数据库的吞吐量及读写性能。如何生成的多版本？每次事务修改操作之前，都会在Undo日志中记录修改之前的数据状态和事务号，该备份记录可以用于其他事务的读取，也可以进行必要时的数据回滚。
MVCC实现原理
MVCC 最大的好处是读不加锁，读写不冲突。在读多写少的系统应用中，读写不冲突是非常重要的，极大的提升系统的并发性能，这也是为什么现阶段几乎所有的关系型数据库都支持 MVCC 的原因，不过目前MVCC只在 Read Commited 和 Repeatable Read 两种隔离级别下工作。
在 MVCC 并发控制中，读操作可以分为两类: 快照读（Snapshot Read）与当前读 （Current Read）

• 快照读：读取的是记录的快照版本（有可能是历史版本），不用加锁。（select）
  
• 当前读：读取的是记录的最新版本，并且当前读返回的记录，都会加锁，保证其他事务不会再并发修改这条记录。（select… for update 或lock in share mode，insert/delete/update）
  

为了让大家更直观地理解 MVCC 的实现原理，举一个记录更新的案例来讲解 MVCC 中多版本的实现。假设 F1～F6 是表中字段的名字，1～6 是其对应的数据。后面三个隐含字段分别对应该行的隐含ID、事务号和回滚指针，如下图所示

具体的更新过程如下：
1、用排他锁锁定该行；记录 Redo log
2、把该行修改前的值复制到 Undo log，即图中下面的行；
3、修改当前行的值，填写事务编号，使回滚指针指向 Undo log 中修改前的行。

MVCC已经实现了读读、读写、写读并发处理，如果想进一步解决写写冲突，可以采用下面两种方案：乐观锁和悲观锁。
[]( )事务隔离级别
MySQL数据库是通过事务隔离级别来解决的，数据库系统提供了以下 4 种事务隔离级别供用户选择。

• 读未提交
  

Read Uncommitted 读未提交：解决了回滚覆盖类型的更新丢失，但可能发生脏读现象，也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数据。

• 已提交读
  

Read Committed 读已提交：只能读取到其他会话中已经提交的数据，解决了脏读。但可能发生不可重复读现象，也就是可能在一个事务中两次查询结果不一致。

• 可重复度
  

Repeatable Read 可重复读：解决了不可重复读，它确保同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到同样的数据行。不过理论上会出现幻读，简单的说幻读指的的当用户读取某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围插入了新行，当用户在读取该范围的数据时会发现有新的幻影行。

• 可串行化
  

Serializable 串行化：所有的增删改查串行执行。它通过强制事务排序，解决相互冲突，从而解决幻度的问题。这个级别可能导致大量的超时现象的和锁竞争，效率低下。
数据库的事务隔离级别越高，并发问题就越小，但是并发处理能力越差（代价）。读未提交隔离级别最低，并发问题多，但是并发处理能力好。以后使用时，可以根据系统特点来选择一个合适的隔离级别，比如对不可重复读和幻读并不敏感，更多关心数据库并发处理能力，此时可以使用Read Commited隔离级别。
事务隔离级别和锁的关系
1、事务隔离级别是SQL92定制的标准，相当于事务并发控制的整体解决方案，本质上是对锁和MVCC使用的封装，隐藏了底层细节。
2、锁是数据库实现并发控制的基础，事务隔离性是采用锁来实现，对相应操作加不同的锁，就可以防止其他事务同时对数据进行读写操作。
3、对用户来讲，首先选择使用隔离级别，当选用的隔离级别不能解决并发问题或需求时，才有必要在开发中手动的设置锁。
MySQL默认隔离级别：可重复读。Oracle、SQLServer默认隔离级别：读已提交
一般使用时，建议采用默认隔离级别，然后存在的一些并发问题，可以通过悲观锁、乐观锁等实现处理。
[]( )MySQL 隔离级别控制
查看数据库的隔离级别：
show variables like '%transaction_isolation%';

设置事务隔离级别可以如下命令：
set global transaction_isolation ='READ-UNCOMMITTED';
set global transaction_isolation ='READ-COMMITTED';
set global transaction_isolation ='REPEATABLE-READ';
set global transaction_isolation ='SERIALIZABLE';
[]( )锁机制
[]( )锁分类
在 MySQL中锁有很多不同的分类

• 从操作的粒度可分为表级锁、行级锁和页级锁。
  
• 表级锁：每次操作锁住整张表。锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。应用在MyISAM、InnoDB、BDB 等存储引擎中。
  
• 行级锁：每次操作锁住一行数据。锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度最高。应用在InnoDB 存储引擎中。
  
• 页级锁：每次锁定相邻的一组记录，锁定粒度界于表锁和行锁之间，开销和加锁时间界于表锁和行锁之间，并发度一般。应用在BDB 存储引擎中。
  
• 从操作的类型可分为读锁和写锁
  
• 读锁（S锁）：共享锁，针对同一份数据，多个读操作可以同时进行而不会互相影响。
  
• 写锁（X锁）：排他锁，当前写操作没有完成前，它会阻断其他写锁和读锁。
  

IS锁、IX锁：意向读锁、意向写锁，属于表级锁，S和X主要针对行级锁。在对表记录添加S或X锁之前，会先对表添加IS或IX锁。
S锁：事务A对记录添加了S锁，可以对记录进行读操作，不能做修改，其他事务可以对该记录追加S锁，但是不能追加X锁，需要追加X锁，需要等记录的S锁全部释放。
X锁：事务A对记录添加了X锁，可以对记录进行读和修改操作，其他事务不能对记录做读和修改操作。

• 从操作的性能可分为乐观锁和悲观锁。
  
• 乐观锁：一般的实现方式是对记录数据版本进行比对，在数据更新提交的时候才会进行冲突检测，如果发现冲突了，则提示错误信息。
  
• 悲观锁：在对一条数据修改的时候，为了避免同时被其他人修改，在修改数据之前先锁定，再修改的控制方式。共享锁和排他锁是悲观锁的不同实现，但都属于悲观锁范畴。
  

[]( )行锁原理
在 InnoDB 引擎中，我们可以使用行锁和表锁，其中行锁又分为共享锁和排他锁。InnoDB 行锁是通过对索引数据页上的记录加锁实现的，主要实现算法有 3 种：Record Lock、Gap Lock 和 Next-key Lock。

• RecordLock锁：锁定单个行记录的锁。（记录锁，RC、RR隔离级别都支持）
  
• GapLock锁：间隙锁，锁定索引记录间隙，确保索引记录的间隙不变。（范围锁，RR隔离级别支持）
  
• Next-key Lock 锁：记录锁和间隙锁组合，同时锁住数据，并且锁住数据前后范围。（记录锁+范围锁，RR隔离级别支持）
  

在RR隔离级别，InnoDB 对于记录加锁行为都是先采用Next-Key Lock，但是当 SQL 操作含有唯一索引时，Innodb 会对 Next-Key Lock 进行优化，降级为 RecordLock，仅锁住索引本身而非范围。
1）select ... from 语句：InnoDB引擎采用MVCC机制实现非阻塞读，所以对于普通的select语句，InnoDB不加锁
2）select ... from lock in share mode语句：追加了共享锁，InnoDB会使用Next-Key Lock锁进行处理，如果扫描发现唯一索引，可以降级为RecordLock锁。
总结：心得体会
既然选择这个行业，选择了做一个程序员，也就明白只有不断学习，积累实战经验才有资格往上走，拿高薪，为自己，为父母，为以后的家能有一定的经济保障。
学习时间都是自己挤出来的，短时间或许很难看到效果，一旦坚持下来了，必然会有所改变。不如好好想想自己为什么想进入这个行业，给自己内心一个答案。
面试大厂，最重要的就是夯实的基础，不然面试官随便一问你就凉了；其次会问一些技术原理，还会看你对知识掌握的广度，最重要的还是你的思路，这是面试官比较看重的。
最后，上面这些大厂面试真题都是非常好的学习资料，通过这些面试真题能够看看自己对技术知识掌握的大概情况，从而能够给自己定一个学习方向。包括上面分享到的学习指南，你都可以从学习指南里理顺学习路线，避免低效学习。
大厂Java架构核心笔记（适合中高级程序员阅读）：

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