并发控制的核心目标

在多个事务同时访问数据库时，确保数据的一致性（Consistency）和事务的隔离性（Isolation）

  • 丢失更新（Lost Update）：两个事务同时修改同一数据，后提交的覆盖了先提交的结果。
  • 脏读（Dirty Read）：事务读取到其他未提交事务的中间数据。
  • 不可重复读（Non-repeatable Read）：同一事务内多次读取同一数据结果不同。
  • 幻读（Phantom Read）：同一事务内多次查询返回的行数不同（因其他事务插入/删除了数据）。

并发控制

通过锁协调事务对数据的访问，分为两类：

  • 共享锁（Shared Lock, S-Lock）
    • 事务读取数据时加锁，允许其他事务加共享锁，但禁止加排他锁。
    • 示例：SELECT * FROM table WHERE ... LOCK IN SHARE MODE;
  • 排他锁（Exclusive Lock, X-Lock）
    • 事务修改数据时加锁，禁止其他事务加任何锁。
    • 示例：SELECT * FROM table WHERE ... FOR UPDATE;

锁的粒度：

  • 行级锁（Row-level Lock）：锁定单行（如InnoDB）。
  • 表级锁（Table-level Lock）：锁定整表（如MyISAM）。

两阶段锁协议（2PL, Two-Phase Locking）

  • 扩展阶段：事务可以不断加锁，但不能释放锁。
  • 收缩阶段：事务只能释放锁，不能再加锁。
  • 确保可串行化，但可能导致死锁。

时间戳排序（Timestamp Ordering）

基本思想：为每个事务分配唯一时间戳，按时间戳顺序处理冲突操作。
规则：

若事务A要读取数据，必须保证该数据的最新写入时间戳 ≤ 事务A的时间戳。
若事务A要写入数据，必须保证该数据的最后读取时间戳 ≤ 事务A的时间戳，且最后写入时间戳 ≤ 事务A的时间戳。

优点：避免死锁；缺点：可能因冲突导致事务回滚。

事务隔离级别

数据库通过不同的隔离级别平衡并发性能和数据一致性。常见的隔离级别（由低到高）：

读未提交（Read Uncommitted）

允许脏读、不可重复读、幻读。

读已提交（Read Committed）

禁止脏读，但允许不可重复读和幻读（多数数据库的默认级别）。

可重复读（Repeatable Read）

禁止脏读和不可重复读，允许幻读（MySQL InnoDB默认级别，通过MVCC消除幻读）。

串行化（Serializable）

完全禁止并发问题，但性能最低。