MySQL 事务与锁机制

事务的四大特性（ACID）

特性	描述	实现方式
原子性（Atomicity）	事务是不可分割的最小单位	Undo Log
一致性（Consistency）	事务前后数据保持一致	由其他三个特性保证
隔离性（Isolation）	事务之间互不干扰	MVCC + 锁
持久性（Durability）	事务提交后永久保存	Redo Log

事务隔离级别

并发事务问题

问题	描述
脏读	读取到其他事务未提交的数据
不可重复读	同一事务中，两次读取同一数据结果不同（被其他事务修改）
幻读	同一事务中，两次查询的记录数不同（被其他事务插入/删除）

四种隔离级别

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
READ UNCOMMITTED	✅	✅	✅
READ COMMITTED	❌	✅	✅
REPEATABLE READ（MySQL 默认）	❌	❌	⚠️ 部分解决
SERIALIZABLE	❌	❌	❌

-- 查看当前隔离级别
SELECT @@transaction_isolation;

-- 设置隔离级别
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

MVCC 多版本并发控制

MVCC（Multi-Version Concurrency Control）通过保存数据的历史版本，实现读写不冲突。

核心组件

1. 隐藏字段：每行数据有两个隐藏列

   • DB_TRX_ID：最后修改该行的事务 ID
   • DB_ROLL_PTR：指向 Undo Log 的指针

2. Undo Log：记录数据的历史版本，形成版本链

3. Read View：事务开始时生成的快照，决定能看到哪些版本

Read View 工作原理

Read View 包含：
- m_ids：当前活跃的事务 ID 列表
- min_trx_id：最小活跃事务 ID
- max_trx_id：下一个将要分配的事务 ID
- creator_trx_id：创建该 Read View 的事务 ID

可见性判断规则：

1. trx_id == creator_trx_id → 可见（自己修改的）
2. trx_id < min_trx_id → 可见（事务已提交）
3. trx_id >= max_trx_id → 不可见（事务在 Read View 之后开启）
4. trx_id in m_ids → 不可见（事务未提交）

锁机制

锁的分类

按粒度分：
├── 表级锁
│   ├── 表锁（Table Lock）
│   ├── 元数据锁（MDL）
│   └── 意向锁（Intention Lock）
└── 行级锁
    ├── 记录锁（Record Lock）
    ├── 间隙锁（Gap Lock）
    └── 临键锁（Next-Key Lock）

行级锁详解

1. 记录锁（Record Lock）

锁定单条记录。

-- 对 id=1 的记录加锁
SELECT * FROM user WHERE id = 1 FOR UPDATE;

2. 间隙锁（Gap Lock）

锁定索引记录之间的间隙，防止幻读。

-- 假设表中有 id: 1, 5, 10
-- 以下语句会锁住 (5, 10) 这个间隙
SELECT * FROM user WHERE id > 5 AND id < 10 FOR UPDATE;

3. 临键锁（Next-Key Lock）

记录锁 + 间隙锁的组合，是 InnoDB 默认的行锁算法。

-- 锁定 (5, 10] 区间
SELECT * FROM user WHERE id = 10 FOR UPDATE;

死锁

当两个或多个事务互相等待对方释放锁时，就会发生死锁。

-- 事务 A
BEGIN;
UPDATE user SET name = 'A' WHERE id = 1;  -- 持有 id=1 的锁
UPDATE user SET name = 'A' WHERE id = 2;  -- 等待 id=2 的锁

-- 事务 B
BEGIN;
UPDATE user SET name = 'B' WHERE id = 2;  -- 持有 id=2 的锁
UPDATE user SET name = 'B' WHERE id = 1;  -- 等待 id=1 的锁 → 死锁！

解决方案：

• InnoDB 自动检测死锁，回滚较小的事务
• 按固定顺序访问资源
• 设置锁等待超时：innodb_lock_wait_timeout