数据库基础知识详解二：乐观/悲观锁、封锁级别、三级封锁协议以及两段锁协议
写在文章前：本系列文章用于博主自己归纳复习一些基础知识，同时也分享给可能需要的人，因为水平有限，肯定存在诸多不足以及技术性错误，请大佬们及时指正。
4.乐观锁和悲观锁
乐观锁和悲观锁在数据库和多线程并发中常被提及，但它们并不是某两个特定的锁，而是两个锁的宏观理念。
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悲观锁：认为数据随时会被修改，因此每次读取数据之前都会上锁，防止其它事务读取或修改数据。应用于数据更新比较频繁的场景。
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乐观锁：操作数据时不会上锁，但是更新时会判断在此期间有没有别的事务更新这个数据，若被更新过，则失败重试。适用于读多写少的场景。
乐观锁的实现方式有：
（1）加一个版本号或者时间戳字段，每次数据更新时同时更新这个字段。
（2）先读取想要更新的字段或者所有字段，更新的时候比较一下，只有字段没有变化才进行更新。
5.常见的封锁级别
意向锁是 InnoDB （MySQL加的数据引擎）自动加的， 不需要用户干预。 对于UPDATE、DELETE和INSERT 语句， InnoDB 会自动给涉及数据集加排他锁（X)。对于普通SELECT 语句，InnoDB 不会加任何锁。事务可以通过以下语句显式给记录集加共享锁或排他锁： 共享锁（S）：SELECT * FROM table_name WHERE … LOCK IN SHARE MODE。 其他 session 仍然可以查询记录，并也可以对该记录加 share mode 的共享锁。但是如果当前事务需要对该记录进行更新操作，则很有可能造成死锁。 排他锁（X)：SELECT * FROM table_name WHERE … FOR UPDATE。其他 session 可以查询该记录，但是不能对该记录加共享锁或排他锁，而是等待获得锁。
排它锁（Exclusive Lock）/ X锁：事务对数据加上X锁时，只允许此事务读取和修改此数据，并且其它事务不能对该数据加任何锁。
共享锁（Shared Lock）/ S锁：加了S锁后，该事务只能对数据进行读取而不能修改，并且其它事务只能加S锁，不能加X锁。
意向锁（Intention Locks）：一个事务在获得某个数据行对象的 S 锁之前，必须先获得整个表的 IS 锁或更强的锁。一个事务在获得某个数据行对象的 X 锁之前，必须先获得整个表的 IX 锁。IS/IX 锁之间都是兼容的。
好处：如果一个事务想要对整个表加X锁，就需要先检测是否有其它事务对该表或者该表中的某一行加了锁，这种检测非常耗时。有了意向锁之后，只需要检测整个表是否存在IX/IS/X/S锁就行了锁的作用：用于管理对共享资源的并发访问，保证数据库的完整性和一致性。
封锁粒度：
MySQL 中提供了两种封锁粒度：行级锁以及表级锁。
简单来说即锁住整张表或者锁住一行的数据。
| 封锁粒度小 | 封锁粒度大 | |
|---|---|---|
| 优点 | 锁定的数据量较少，发生锁竞争的可能较小，系统的并发性更好。 | 系统开销较小。（加锁、释放锁、检查锁的状态都需要消耗资源）。 |
| 缺点 | 系统开销较大大。 | 锁定的数据量较多，发生锁竞争的可能较大，系统的并发性较差。 |
6.三级封锁协议
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一级封锁协议：事务在修改数据之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放。
可以解决丢失修改问题（两个事务不能同时对一个数据加X锁，避免了修改被覆盖）
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二级封锁协议：在一级的基础上，事务在读取数据之前必须先加S锁，读完后释放。
可以解决脏读问题（如果已经有事务在修改数据，就意味着已经加了X锁，此时想要读取数据的事务并不能加S锁，也就无法进行读取，避免了读取脏数据）
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三级封锁协议：在二级的基础上，事务在读取数据之前必须先加S锁，直到事务结束才能释放。
可以解决不可重复读问题（避免了在事务结束前其它事务对数据加X锁进行修改，保证了事务期间数据不会被其它事务更新）。
7.两段锁协议
什么是两段锁协议？
定义：事务必须严格分为两个阶段对数据进行加锁和解锁的操作，第一阶段加锁，第二阶段解锁。
也就是说一个事务中一旦释放了锁，就不能再申请新锁了。
可串行化调度是指，通过并发控制，使得并发执行的事务结果与某个串行执行的事务结果相同。
事务遵循两段锁协议是保证可串行化调度的充分条件（注意不是充要条件，而是充分条件。即事务遵循两段锁协议一定能保证可串行化调度，但保证可串行化调度不一定需要遵循两段锁协议）。
