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【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

前言：

        最近看了一系列mysql文章。对Mysql的基础知识理解有了一些与实践相符合的认知。mark一下。

正文：

        MySql基础知识分为四大点：一、并发控制（读/写锁）；二、事务；三、多版本并发控制（MVCC）；四、存储引擎。

一、并发控制：

        总的来说，只存在以下两种锁：

        1）、共享锁/读锁

        2）、排他锁/写锁

     平时我们经常听说各种各样的锁：例如InnoDB共有七种类型的锁如下。都能归入到共享/排他锁两种类型当中。

  • 共享/排它锁(Shared and Exclusive Locks)
  • 意向锁(Intention Locks)
  • 间隙锁(Gap Locks)
  • 记录锁(Record Locks)
  • 临键锁(Next-key Locks)
  • 插入意向锁(Insert Intention Locks)
  • 自增锁(Auto-inc Locks)       

二、几个并发的例子（此处引擎为InnoDB且隔离级别均为默认隔离级别RR）。

例一、插入并发：

初始化：表结构

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結
SET NAMES utf8;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

-- ----------------------------
--  Table structure for `test`
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `test`;
CREATE TABLE `test` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(50) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=latin1;

-- ----------------------------
--  Records of `test`
-- ----------------------------
BEGIN;
INSERT INTO `test` VALUES ('1', 'bobo'), ('2', 'chenghe'), ('3', 'lisi');
COMMIT;

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

事务A：insert into test(name) values('xxx');

set session autocommit=0;
start transaction;
insert into test(name) values('xxx');

事务B：insert into test(name) values('ooo');

set session autocommit=0;
start transaction;
insert into test(name) values('ooo');

测试顺序：事务A——》事务B：隔离级别RR下，事务B未被A阻塞。

实际情况究竟是什么样子的？假如再执行如下即可知：

事务C：

set session autocommit=0;
start transaction;
insert into test(name) values('qqq');
commit;
select * from test;

展现结果如下：中间id为4，5缺失。

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

注意：并且就算将id为4，5的数据回滚，此处位置也不会被后续追加插入。

例二、插入并发（补充）：

初始化：表结构

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結
SET NAMES utf8;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

-- ----------------------------
--  Table structure for `test`
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `test`;
CREATE TABLE `test` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` varchar(50) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `un_id` (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1;

-- ----------------------------
--  Records of `test`
-- ----------------------------
BEGIN;
INSERT INTO `test` VALUES ('10', 'bobo'), ('20', 'chenghe'), ('30', 'lisi');
COMMIT;

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

事务A：insert into test(id,name) values (11,'xxxxx');

set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
insert into test(id,name) values (11,'xxxxx');

事务B：insert into test(id,name) values (12,'yyyyy');

set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
insert into test(id,name) values (12,'yyyyy');

测试顺序：事务A——》事务B：测试结果：事务B不被阻塞。

总结：由例一、例二可知：当插入并发的时候，锁的是主键id所在行。

例三、读写并发

 

create table `t_2`(
	`id` int(10) not null,
	`name` VARCHAR(10) not null default '',
	`sex` VARCHAR(10) not null default '',
	PRIMARY key(`id`)
)ENGINE = INNODB DEFAULT CHARACTER SET utf8;

insert into `t_2` VALUES(1,'bobo','male'),(3,'hebe','female'),
(5,'selina','female'),(9,'ella','female'),(10,'robot','male');
【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

事务A：读事务：select * from t_2 where id BETWEEN 1 and 7 lock in share mode;(手动加s锁/读锁，后续会一并讲读写锁)

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_2 where id BETWEEN 1 and 7 lock in share mode;

事务B：写事务：insert into `t_2` VALUES(2,'robot','male')；

set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
insert into `t_2` VALUES(2,'robot','male')；

执行顺序：事务A——》事务B：结果事务B被阻塞。

    猜想1：此处被事务A锁全表。导致事务B不可执行；

    猜想2：此处被事务A锁了id区间段（1-7）；

为了证明以上两个猜想，我做了几个实验，发现不仅1-7被锁住，甚至连id为8也无法插入。然而，id=10却可以插入。实际上事务A锁区间并不是id（1-7）而是id（1-9），如下图；

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

总结：锁住id为1-9区间段。原因是事务A执行的时候，id=7这条记录在表中找不到。所以锁住从id=1到后一条记录即id=9的区间。也就是说假如我事务A查询范围为id（1，13），当id=13找不到且13大于最大id时，会锁住1到正无穷。反之也是如此。画一张图方便理解。

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例四、读写并发（续）

表结构：表还是例三的表。

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

事务A：select * from t_2 where id=14 lock in share mode;加S锁查询一条不存在的数据。

set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_2 where id=14 lock in share mode;

事务B：insert into `t_2` VALUES(11,'robot','male');插入一条数据id=11。

set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
insert into `t_2` VALUES(11,'robot','male');

执行顺序：事务A——》事务B：事务B被阻塞。

结论：同例三上，锁住10<id区间。

补充：不知道有没有小伙伴发现，例三、例四的查询我都手动加S锁/读锁。假如不加S锁会怎样。在innodb引擎中，不加锁会因为多版本并发控制（MVCC）快照读。之后会细说快照读，现在只需要理解为，在查询结果是查询时间点查询数据库的一份快照，非原数据，不会阻塞写操作。

三、脏读/不可重复读/幻读/加锁读的几个例子来分析事务四个隔离级别RU/RC/RR/S。

此处附上修改事务隔离级别和问题关系及代码：

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結
000、查询隔离级别：修改隔离级别：
select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set global transaction isolation level read committed;
set session transaction isolation level read committed;
set global transaction isolation level repeatable read;
set session transaction isolation level repeatable read;

脏读：事务可以读取未提交的数据。

隔离级别为READ UNCOMMITTED才会出现。举个例子：

表结构上例三如下：

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

事务A：插入未提交。

set global transaction isolation level read UNCOMMITTED;
set session transaction isolation level read UNCOMMITTED;
select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
insert into `t_2` VALUES(11,'robot','male');

事务B：查询id>10。

set global transaction isolation level read UNCOMMITTED;
set session transaction isolation level read UNCOMMITTED;
select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_2 where id>9;

执行顺序：事务A——》事务B：事务B能查到如下：产生脏读。

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

实际工作中很少有这样的情况，毕竟使用读未提交隔离级别的真心没见过。

不可重复读：因为两次执行同样的查询，可能会得到不一样的结果。

隔离级别低于或等于READ COMMITTED才会出现。这个概念比较难理解的地方在于，你会默认想当然的认为只要已经提交commit，就应该能被其它事务看到。实际上，这样就会造成同一个事务，两次查询得到不一样的结果。为了更好理解，因为RR隔离级别能避免这种情况，所以我做了一个对比。

举个例子：

事务RR隔离级别：

set global transaction isolation level REPEATABLE read ;
set session transaction isolation level REPEATABLE read;
select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;

事务A：两条查询语句；

set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_2 where id>9;
--中间有延时--- 
select * from t_2 where id>9;

事务B：插入并提交。

set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
insert into `t_2` VALUES(11,'robot','male');
commit;

执行顺序：事务A执行到第三行查询，事务B执行完，事务A执行第5行查询。查看两次结果。均看不到id=11的结果。同一事务，两次查询中没有修改，查询结果相同。完美！

将隔离级别改为，事务RC隔离级别：

set global transaction isolation level read COMMITTED;
set session transaction isolation level read COMMITTED;
select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;

执行顺序：事务A执行到第三行查询，事务B执行完，事务A执行第5行查询。（同上）查看两次结果。第一次看不到，第二次能看到id=11的结果。同一事务，两次查询中没有修改，查询结果不相同。不可重复读。

PS：其实还是看需求，看同一事务中，是否需要看到已提交的结果。

幻读：当事务A读取某个范围记录时，事务B又在该范围插入新纪录，事务A再次读同一范围记录时，会产生幻行。

隔离级别为低于等于REPEATABLE READ都会出现。（也就是基本上没法避免，除非使用最后一种隔离级别）

其实在一开始例一，已经见到了幻读。只是当时没有在意。在此拎出来单独讲一下。

初始化：表结构（id自增）

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結
SET NAMES utf8;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

-- ----------------------------
--  Table structure for `test`
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `t_3`;
CREATE TABLE `t_3` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(50) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=0 DEFAULT CHARSET=latin1;

-- ----------------------------
--  Records of `test`
-- ----------------------------
BEGIN;
INSERT INTO `t_3` VALUES ('1', 'bobo'), ('2', 'chenghe'), ('3', 'lisi');
COMMIT;

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

因为不可重复读这个特性，在rc级别已经被处理。但是，当插入之后。还是会出现一些很奇怪的事。

事务A：

set global transaction isolation level REPEATABLE read ;
set session transaction isolation level REPEATABLE read;
select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_3;
insert into t_3(name) values('simayi');
--中间有延时：其他事务插入--- 
insert into t_3(name) values('zhugeliang');
select * from t_3;
commit;

事务B：

set global transaction isolation level REPEATABLE read ;
set session transaction isolation level REPEATABLE read;
select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_3;
insert into t_3(name) values('caocao');

执行顺序：事务B在事务A两个插入之间延时处。

查询结果发现，同一个事务两个连续的插入，中间居然有空行。id=5呢？被事务B吃掉了么？虽然事务B连提交都没有，但是还是吃掉了这个id。幻读由此发生。

加锁读：读取的每一行记录都加锁。

加锁读能解决前面所有的问题：脏读/不可重复读/幻读。但，它自身就是一个问题。每一个都事务都加锁了。那肯定在并发的时候会出现性能瓶颈。所以根据需求权衡是否要采用这种方式。

set global transaction isolation level SERIALIZABLE;
set session transaction isolation level SERIALIZABLE;
select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;

四、多版本并发控制（MVCC）：

书中MVCC对快照读的定义：只查找早于当前事务版本的数据行。

前面一直在说快照读，快照读到底是怎么一回事。快照读只在RR/RC隔离级别下工作。而且之前读写并发的时候，读写并发的读都不是快照读，说明快照读是一种非阻塞的读。举个例子。

初始化：表结构

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

例一、同一事务内：

事务A-1：

select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_3;

通过以下代码查看当前事务id/事务版本号：执行完事务A-1,事务id=15800

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX;

事务A-2：

-----接事务A-1
insert into t_3(name) values('simayi');
select * from t_3;

通过上面代码查看当前事务id/事务版本号：执行完事务A-2,事务id依然是=15800

执行顺序：事务A-1-->事务A-2。执行结果。事务A-1：查询结果和表结构相同。事务A-2：查询结果多插入了一条数据。

结论：同一事务不同语句事务版本号唯一。

例二、不同事务内（默认隔离级别RR）：

事务A：

select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_3;
----延时事务B执行在此-----
select * from t_3;

通过代码查看当前事务id/事务版本号：执行完事务A,事务id=15805；

事务B：

select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_3;
insert into t_3(name) values('simayi');
select * from t_3;

通过代码查看当前事务id/事务版本号：执行事务B,未提交时，事务id=15806；

执行顺序：事务A——》事务B （+commit）——》事务A，发现事务A始终事务id=15805,所以不会查到比事务id15805大的数据。

事务C：

select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_3;

执行顺序：再执行事务C：事务C事务ID为15807。可以看到事务B提交的结果。

画一张图吧，干巴巴的代码看起来很令人费解。

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

 

PS：假如隔离级别为RC：那么事务A两条查询结果将不同。第二条查询语句将会查询到新插入的数据。因为RR级别总是读事务开始时刻的事务快照(15805)。RC级别总是读当前数据行的最新快照(15807)。

此处还有一个知识点：UNDO、REDO日志。略。

五、存储引擎：

存储引擎不打算多讲。大概就是面试题的套路。常用两种InnoDB和MyisAm引擎。两种存储引擎的区别和优缺点及应用场景。默认平时使用InnoDB就够了。略。

六、聚集索引：

首先不打算讲聚集索引和普通索引的区别和联系，打算讲一下有索引和没有索引的区别。虽然我们平时因为MVCC快照读，导致读写不会互相阻塞。但是假如我们使用的是S锁的读。举个例子如下：

初始化：数据表：id为primary key，name 为普通字段，未加索引。（RR隔离级别）

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

事务A：S锁查询一条不存在的数据。

select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
select * from t_3 where name = 'zhugeliang' lock in share mode;

事务B：任何对已知的索引有读写的操作都执行不了。例如增加一行，需要增加索引。删除一行，需要删除索引。更新一行，需要锁定当前索引行。

select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;
set session autocommit = 0;
start TRANSACTION;
insert into t_3(name) values('caocao');

结论：当s锁读一条不存在的记录，当条件字段没索引的时候，会索已知整表索引。凡是写操作（增删改）都将被阻塞。

解决方案：给name字段加普通索引。这样当查找name=‘不存在的记录’ 的索引时查不到，也就不会索对应的聚集索引。

反之引出聚集索引的使用。当查询条件为普通索引的时候，会先根据普通索引查到对应的聚集索引，再通过聚集索引查到value值。假如name为普通索引，id为聚集索引。查询条件为select * from t_3 where name = 'bobo';

【高性能Mysql】讀書筆記及實踐總結

如上，左图为普通索引bobo查找到聚集索引id=1，然后通过聚集索引id=1查找聚集索引上该条数据的其他信息。

写的有点累，有问题再说。～over

 

 

 

 

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