MariaDB 事务与锁

事务的基本概念

事务是数据库中一组不可分割的操作序列，要么全部执行成功，要么全部执行失败。事务用于保证数据的完整性和一致性，是数据库并发控制的基础。

事务的 ACID 特性

原子性（Atomicity）：事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败回滚
一致性（Consistency）：事务执行前后，数据库从一个一致性状态转换到另一个一致性状态
隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，一个事务的执行不应影响其他事务
持久性（Durability）：事务一旦提交，其结果应该永久保存在数据库中

事务的生命周期

开始事务：使用 START TRANSACTION 或 BEGIN 命令
执行操作：执行一系列 SQL 语句
提交事务：使用 COMMIT 命令，将事务的修改永久保存到数据库
回滚事务：使用 ROLLBACK 命令，撤销事务的所有修改

示例：

sql

-- 开始事务
START TRANSACTION;

-- 执行操作
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;

-- 提交事务
COMMIT;

-- 或者回滚事务
-- ROLLBACK;

事务隔离级别

事务隔离级别定义了多个并发事务之间的隔离程度，不同的隔离级别提供不同的一致性保证和并发性能。

隔离级别的类型

MariaDB 支持以下四种隔离级别：

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	并发性能
读未提交（READ UNCOMMITTED）	可能	可能	可能	最高
读已提交（READ COMMITTED）	不可能	可能	可能	较高
可重复读（REPEATABLE READ）	不可能	不可能	可能	中等
串行化（SERIALIZABLE）	不可能	不可能	不可能	最低

隔离级别的设置

查看当前隔离级别：

sql

-- 全局隔离级别
SELECT @@global.tx_isolation;

-- 会话隔离级别
SELECT @@session.tx_isolation;

设置隔离级别：

sql

-- 设置全局隔离级别
SET GLOBAL tx_isolation = 'REPEATABLE-READ';

-- 设置会话隔离级别
SET SESSION tx_isolation = 'READ-COMMITTED';

在 my.cnf 中配置默认隔离级别：

ini

[mysqld]
transaction-isolation = REPEATABLE-READ

各隔离级别的具体表现

1. 读未提交（READ UNCOMMITTED）

允许一个事务读取另一个未提交事务的数据
可能导致脏读、不可重复读和幻读
适用于对数据一致性要求不高的场景

2. 读已提交（READ COMMITTED）

只能读取已提交事务的数据
避免了脏读，但可能导致不可重复读和幻读
适用于大多数 Web 应用场景

3. 可重复读（REPEATABLE READ）

保证同一事务中多次读取同一数据的结果一致
避免了脏读和不可重复读，但可能导致幻读
MariaDB 默认隔离级别
通过 MVCC（多版本并发控制）实现

4. 串行化（SERIALIZABLE）

完全隔离并发事务，相当于单线程执行
避免了脏读、不可重复读和幻读
并发性能最低，适用于对数据一致性要求极高的场景

锁的基本概念

锁是数据库用于控制并发访问的机制，通过锁可以防止多个事务同时修改同一资源，从而保证数据的一致性。

锁的作用

保证数据一致性：防止多个事务同时修改同一数据导致数据不一致
实现事务隔离：通过锁机制实现不同的事务隔离级别
协调并发访问：合理分配资源，提高系统并发性能

锁的类型

1. 按粒度划分

表级锁

对整个表加锁
开销小，加锁快
锁定粒度大，并发度低
适用于 MyISAM 存储引擎

表级锁类型：

表共享读锁（Table Read Lock）：允许其他事务读，不允许写
表独占写锁（Table Write Lock）：不允许其他事务读和写

示例：

sql

-- 加表共享读锁
LOCK TABLES users READ;

-- 加表独占写锁
LOCK TABLES users WRITE;

-- 释放锁
UNLOCK TABLES;

页级锁

对数据页加锁（通常为 16KB）
开销和加锁速度介于表级锁和行级锁之间
锁定粒度中等，并发度中等
适用于 BDB 存储引擎

行级锁

对单行数据加锁
开销大，加锁慢
锁定粒度小，并发度高
适用于 InnoDB 存储引擎

行级锁类型：

共享锁（S Lock）：允许读，不允许写
排他锁（X Lock）：不允许读和写

示例：

sql

-- 加共享锁（读锁）
SELECT * FROM users WHERE id = 1 LOCK IN SHARE MODE;

-- 加排他锁（写锁）
SELECT * FROM users WHERE id = 1 FOR UPDATE;

2. 按功能划分

意向锁

表级锁，用于表示事务将要对表中的行加锁
意向共享锁（IS Lock）：事务准备对表中的行加共享锁
意向排他锁（IX Lock）：事务准备对表中的行加排他锁

间隙锁

锁定索引记录之间的间隙，防止幻读
只在可重复读（REPEATABLE READ）和串行化（SERIALIZABLE）隔离级别下生效
锁定范围包括：
- 索引记录之间的间隙
- 索引记录之前的间隙
- 索引记录之后的间隙

示例：

sql

-- 锁定 id 在 100 到 200 之间的间隙
SELECT * FROM users WHERE id BETWEEN 100 AND 200 FOR UPDATE;

临键锁

间隙锁和行锁的组合
锁定索引记录及其之前的间隙
是 InnoDB 行级锁的默认算法

记录锁

直接锁定索引记录
只锁定索引记录本身，不包括间隙

锁的状态查看

查看表锁状态：

sql

SHOW OPEN TABLES WHERE In_use > 0;

查看行锁状态：

sql

-- 查看 InnoDB 锁状态
SHOW ENGINE INNODB STATUS;

-- 查看锁等待情况
SELECT * FROM information_schema.INNODB_LOCKS;
SELECT * FROM information_schema.INNODB_LOCK_WAITS;
SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX;

锁的等待和死锁

锁等待

当一个事务请求的锁被另一个事务占用时，该事务会进入等待状态，直到锁被释放。锁等待可能导致事务执行时间延长，影响系统性能。

查看锁等待超时时间：

sql

SELECT @@innodb_lock_wait_timeout;

设置锁等待超时时间：

sql

-- 全局设置
SET GLOBAL innodb_lock_wait_timeout = 60;

-- 会话设置
SET SESSION innodb_lock_wait_timeout = 60;

死锁

死锁是指两个或多个事务相互等待对方释放锁，导致所有事务都无法继续执行的状态。

死锁示例：

sql

-- 事务 A
START TRANSACTION;
UPDATE users SET name = 'A' WHERE id = 1;
-- 等待事务 B 释放 id=2 的锁
UPDATE users SET name = 'A' WHERE id = 2;

-- 事务 B
START TRANSACTION;
UPDATE users SET name = 'B' WHERE id = 2;
-- 等待事务 A 释放 id=1 的锁
UPDATE users SET name = 'B' WHERE id = 1;

死锁的检测和处理

死锁检测

MariaDB 默认开启死锁检测，通过 innodb_deadlock_detect 参数控制：

sql

SELECT @@innodb_deadlock_detect;

死锁处理

自动检测和回滚：InnoDB 会自动检测死锁，并回滚代价较小的事务
手动处理：当死锁检测关闭时，需要手动终止事务

查看死锁日志：

sql

SHOW ENGINE INNODB STATUS;

手动终止事务：

sql

-- 查看当前事务
SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX;

-- 终止指定事务
KILL TRANSACTION_ID;

事务和锁的最佳实践

1. 合理设计事务

保持事务短小：事务执行时间越短，锁持有时间越短，并发性能越高
避免在事务中执行非数据库操作：如调用外部 API、等待用户输入等
避免在事务中执行大量查询：减少事务持有时间

2. 选择合适的隔离级别

根据业务需求选择合适的隔离级别
大多数场景下，使用默认的 REPEATABLE READ 隔离级别即可
对于读多写少的场景，可以考虑使用 READ COMMITTED 隔离级别提高并发性能

3. 优化锁的使用

避免锁定不必要的数据：只锁定必要的行和列
使用索引减少锁定范围：确保查询使用索引，避免全表扫描导致的表级锁
避免长时间持有锁：尽快提交或回滚事务
使用乐观锁：对于并发冲突较少的场景，可以使用版本号或时间戳实现乐观锁

4. 避免死锁

统一访问顺序：在多个事务中，按照相同的顺序访问表和行
减少事务并发度：通过合理设计业务逻辑，减少事务并发执行
使用更细粒度的锁：尽量使用行级锁，避免表级锁
设置合理的锁等待超时时间：避免事务无限期等待

5. 监控和调优

定期监控锁等待情况：及时发现和解决锁等待问题
分析死锁日志：找出死锁原因，优化业务逻辑
调整事务隔离级别：根据实际情况调整隔离级别
优化查询语句：减少锁持有时间

版本差异

MariaDB 10.0+

引入了乐观锁机制
增强了 MVCC 实现

MariaDB 10.1+

引入了 Galera Cluster，支持分布式事务
增强了死锁检测机制

MariaDB 10.2+

支持事务读写分离
增强了 InnoDB 锁机制

MariaDB 10.3+

引入了动态列，支持事务操作动态列
增强了事务监控功能

MariaDB 10.4+

默认事务隔离级别仍然是 REPEATABLE READ
增强了 InnoDB 并行复制，提高了事务处理性能

常见问题（FAQ）

1. 如何选择合适的事务隔离级别？

建议：

对于大多数 Web 应用，使用 READ COMMITTED 或 REPEATABLE READ 隔离级别
对于对数据一致性要求极高的场景，使用 SERIALIZABLE 隔离级别
对于对并发性能要求极高且数据一致性要求不高的场景，使用 READ UNCOMMITTED 隔离级别

2. 如何避免死锁？

建议：

统一事务中表的访问顺序
保持事务短小，尽快提交或回滚
避免在事务中执行复杂的查询和非数据库操作
使用索引减少锁定范围
设置合理的锁等待超时时间

3. 如何处理锁等待问题？

建议：

优化查询语句，减少锁持有时间
增加系统资源，提高并发处理能力
调整事务隔离级别
分析锁等待原因，优化业务逻辑

4. 什么情况下会导致表级锁？

可能原因：

使用 MyISAM 存储引擎
查询没有使用索引，导致全表扫描
执行 ALTER TABLE、DROP TABLE 等 DDL 操作
手动使用 LOCK TABLES 命令加表锁

5. 如何查看当前正在执行的事务？

方法：

sql

SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX;

6. 如何查看死锁日志？

方法：

sql

SHOW ENGINE INNODB STATUS;

7. 如何优化事务性能？

建议：

保持事务短小
避免在事务中执行非数据库操作
使用合适的隔离级别
优化查询语句，减少锁持有时间
增加系统资源，提高并发处理能力

8. 什么是 MVCC？

MVCC（多版本并发控制）是 InnoDB 存储引擎实现事务隔离的机制，通过保存数据的多个版本，实现并发读写操作的隔离。MVCC 可以提高系统的并发性能，避免读写操作之间的阻塞。

9. 如何手动终止一个长时间运行的事务？

方法：

sql

-- 查看当前事务
SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX;

-- 终止指定事务
KILL TRANSACTION_ID;

10. 如何监控事务和锁的使用情况？

建议：

使用 MariaDB 自带的状态监控工具：SHOW ENGINE INNODB STATUS
查询 information_schema 中的事务和锁相关表
使用第三方监控工具，如 Prometheus、Grafana 等
定期分析慢查询日志和错误日志

总结

事务和锁是 MariaDB 数据库中的核心概念，对于保证数据一致性和提高并发性能至关重要。DBA 需要深入理解事务的 ACID 特性、隔离级别、锁的类型和机制，以及如何处理锁等待和死锁问题。

在实际生产环境中，DBA 应该根据业务需求选择合适的事务隔离级别，优化事务设计，合理使用锁机制，避免死锁和锁等待问题，并定期监控和调优事务和锁的使用情况。

通过本文的介绍，相信您对 MariaDB 事务和锁有了更深入的了解，能够在实际生产环境中更好地管理和优化事务和锁，提高数据库的性能和可靠性。

MariaDB 事务与锁 ​

事务的基本概念 ​

事务的 ACID 特性 ​

事务的生命周期 ​

事务隔离级别 ​

隔离级别的类型 ​

隔离级别的设置 ​

各隔离级别的具体表现 ​

1. 读未提交（READ UNCOMMITTED） ​

2. 读已提交（READ COMMITTED） ​

3. 可重复读（REPEATABLE READ） ​

4. 串行化（SERIALIZABLE） ​

锁的基本概念 ​

锁的作用 ​

锁的类型 ​

1. 按粒度划分 ​

表级锁 ​

页级锁 ​

行级锁 ​

2. 按功能划分 ​

意向锁 ​

间隙锁 ​

临键锁 ​

记录锁 ​

锁的状态查看 ​

锁的等待和死锁 ​

锁等待 ​

死锁 ​

死锁的检测和处理 ​

死锁检测 ​

死锁处理 ​

事务和锁的最佳实践 ​

1. 合理设计事务 ​

2. 选择合适的隔离级别 ​

3. 优化锁的使用 ​

4. 避免死锁 ​

5. 监控和调优 ​

版本差异 ​

MariaDB 10.0+ ​

MariaDB 10.1+ ​

MariaDB 10.2+ ​

MariaDB 10.3+ ​

MariaDB 10.4+ ​

常见问题（FAQ） ​

1. 如何选择合适的事务隔离级别？ ​

2. 如何避免死锁？ ​

3. 如何处理锁等待问题？ ​

4. 什么情况下会导致表级锁？ ​

5. 如何查看当前正在执行的事务？ ​

6. 如何查看死锁日志？ ​

7. 如何优化事务性能？ ​

8. 什么是 MVCC？ ​

9. 如何手动终止一个长时间运行的事务？ ​

10. 如何监控事务和锁的使用情况？ ​

总结 ​