🔬 并发控制与封锁 · 上机实验

📚 第9章配套实验 ⏱️ 预计 50 分钟 💻 MySQL 8.0+ 🪟 需要打开两个客户端窗口
🎯 本节实验目标
  • 能识别 4 种数据不一致性问题（看时序表判断）
  • 亲眼看到脏读、不可重复读怎么发生
  • 动手做 X 锁、S 锁的阻塞实验
  • 完成综合应用题

🛠️ 环境准备第 0 步

本次实验需要 同时打开两个 MySQL 会话（窗口 A、窗口 B），分别模拟两个事务。建议直接打开两个 mysql 命令行，或者用 Workbench / DBeaver / Navicat 开两个连接。

第 1 步：建库建表

在任一会话中执行下面的 SQL，建好"银行账户表"。

SQL · 一键建表
DROP DATABASE IF EXISTS bankaccount;
CREATE DATABASE bankaccount DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4;
USE bankaccount;

CREATE TABLE account (
    id  VARCHAR(20) PRIMARY KEY,
    R   DECIMAL(10,2) NOT NULL     -- 余额
);

INSERT INTO account VALUES
('account1', 500),
('account2', 900),
('account3', 900);

SELECT * FROM account;
3 条记录，account1 = 500，account2 = 900，account3 = 900。

第 2 步：两个会话都连上 bankaccount

之后所有实验都假设你 同时 有：

在两个窗口里都先执行：

SQL · A 和 B 都执行
USE bankaccount;
⚠️ 重要

每做完一个实验，务必把数据重置回初始值，否则会影响下一个实验：

SQL · 重置数据
UPDATE account SET R = 500 WHERE id = 'account1';
UPDATE account SET R = 900 WHERE id = 'account2';
UPDATE account SET R = 900 WHERE id = 'account3';

📝 第一部分 · 概念巩固不动手 · 10 分钟

先做几道概念题，把讲义里的核心概念再过一遍。看时序表判断异常类型，是必考点。

练习 1.1 ⭐ 基础 事务概念

关于事务，下列说法 错误 的是？

📖 查看答案

✅ 答案：C 错误。

事务的"隔离性"决定了 中间状态不应该 被其他事务看到，否则就出现"脏读"了。

A 描述事务定义；B 是原子性；D 是持久性 —— 都对。

练习 1.2 ⭐ 基础 ACID 配对

下面 4 个场景对应 ACID 中的哪个性质？（在心里配对）

① 转账时断电了，重启后系统自动撤销了已扣款，账户回到原值。

② 即使服务器重启，已成功提交的转账仍然在。

③ 100 个用户同时操作，A 账户被扣的钱总等于 B 账户被加的钱。

④ 我的事务在跑时，感觉像是只有我一个人在用数据库。

📖 查看答案

① → A 原子性（中途失败要撤销）

② → D 持久性（已提交就不丢）

③ → C 一致性（数据满足业务规则）

④ → I 隔离性（事务感觉不到其他事务）

练习 1.3 ⭐⭐ 中等 看时序判类型

观察下面的时序表，判断属于哪种数据不一致性？

时间事务 T1R 的值事务 T2
t1SELECT R = 200200—
t2—200SELECT R = 200
t3UPDATE R = 200-50 = 150150—
t4—170 ❌UPDATE R = 200-30 = 170
📖 查看答案与分析

✅ 答案：A · 丢失更新

关键看 t4：T2 基于"过期的 200"算出 170 写回 —— 把 T1 在 t3 的修改 覆盖 了。

正确结果应该是 200 - 50 - 30 = 120，实际变成 170 —— T1 扣的 50 元消失了。这就是丢失更新。

练习 1.4 ⭐⭐ 中等 易混点辨析

观察下面的时序表，判断属于哪种数据不一致性？

时间事务 T1R 的值事务 T2
t1SELECT R = 10001000—
t2—1000UPDATE R = 800
t3—800COMMIT
t4SELECT R = 800 ≠ 1000 ❌800—
📖 查看答案与分析

✅ 答案：C · 不可重复读

关键判断：

① t3 已经 COMMIT 了 —— 排除"脏读"（脏读必须是读到未提交）

② T1 同一事务读 同一行 两次，值不一样（1000 → 800）—— 这是不可重复读

③ 不是行数变了 —— 不是幻象读

练习 1.5 ⭐⭐ 中等 隔离级别

把下面这张表的空格填上（用 √ 表示能避免，✗ 表示不能）：

隔离级别脏读不可重复读幻象读
READ UNCOMMITTED???
READ COMMITTED???
REPEATABLE READ???
SERIALIZABLE???
📖 查看答案
隔离级别脏读不可重复读幻象读
READ UNCOMMITTED✗✗✗
READ COMMITTED√✗✗
REPEATABLE READ ⭐√√✗
SERIALIZABLE√√√

💡 记忆：每升一级，多挡一种问题，从低到高是脏读 → 不可重复读 → 幻象读。

🔬 第二部分 · 上机实验动手做 · 30 分钟

本部分是核心！ 你要 亲眼看到 脏读、不可重复读、锁阻塞这些现象。每个实验前先重置数据，避免互相干扰。

实验 2.1 🔬 实验 看脏读发生

把 T1 设为 READ UNCOMMITTED（最低级别），看 T1 怎么读到 T2 未提交的数据。

1窗口 A 设置隔离级别并查询A
A · SQL
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
START TRANSACTION;
SELECT * FROM account;   -- 第一次查询，记下 account1 的余额
2切换到窗口 B，修改但不提交B
B · SQL
START TRANSACTION;
UPDATE account SET R = R + 100 WHERE id = 'account1';
-- 注意：这里千万不要 COMMIT！
3切回窗口 A，再查一次A
A · SQL
SELECT * FROM account;   -- 第二次查询
account1 的余额变了！从 500 变成 600 —— 但 B 还没 COMMIT 啊！这就是 脏读，T1 读到了 T2 未提交的数据。
4实验收尾AB

在两个窗口都执行 ROLLBACK; 撤销操作，然后用前面的"重置数据"SQL 把数据恢复成 500/900/900。

💡 实验小结

READ UNCOMMITTED 下，T1 读到了 T2 还没提交的数据。这正是讲义里讲的"脏读"。

实验 2.2 🔬 实验 看脏读被挡住

现在把 T1 升级到 READ COMMITTED，看脏读怎么被挡住。但要小心：升一级以后 还有不可重复读问题。

1窗口 A 设隔离级别为 READ COMMITTED 并查询A
A · SQL
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;
SELECT * FROM account;   -- 第一次查询：account1 = 500
2窗口 B 修改但不提交B
B · SQL
START TRANSACTION;
UPDATE account SET R = R + 100 WHERE id = 'account1';
-- 不要 COMMIT！
3窗口 A 第二次查询A
A · SQL
SELECT * FROM account;   -- 第二次查询
account1 还是 500！ 没读到 B 的中间值 —— 脏读被成功挡住了 ✅
4窗口 B 提交B
B · SQL
COMMIT;
5窗口 A 第三次查询A
A · SQL
SELECT * FROM account;   -- 第三次查询
account1 变成 600 了！ 但是 T1 还在事务里啊，三次查询结果不一样（500、500、600）—— 这就是 不可重复读 现象。
READ COMMITTED 挡住了脏读 ✅，但挡不住不可重复读 ❌

实验完毕：在两个窗口执行 COMMIT; 或 ROLLBACK;，然后重置数据。

实验 2.3 🔬 实验 看不可重复读被挡住

把 T1 升级到 REPEATABLE READ（MySQL 默认级别），看不可重复读怎么被挡住。

1窗口 A 设置 REPEATABLE READA
A · SQL
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
SELECT * FROM account;   -- 第一次查询：account1 = 500
2窗口 B 修改并 提交B
B · SQL
START TRANSACTION;
UPDATE account SET R = R + 100 WHERE id = 'account1';
COMMIT;     -- 这次直接提交
3窗口 A 再查一次A
A · SQL
SELECT * FROM account;   -- 第二次查询
账户余额还是 500！ 即便 B 已经改成 600 并提交了，T1 在自己的事务里看到的还是 第一次读到的值。这就是"可重复读" ✅
4窗口 A 提交事务后再查A
A · SQL
COMMIT;
SELECT * FROM account;   -- 现在能看到 B 的修改了：600
💡 实验小结

REPEATABLE READ 下，同一事务内多次读取同一行得到的结果一致，与外部事务无关。这就是"可重复读"。

实验完毕后记得 重置数据。

实验 2.4 🔬 实验 X 锁的阻塞

动手感受 X 锁（写锁）怎么阻塞别人。

1窗口 A 给 account 加 X 锁A
A · SQL
LOCK TABLES account WRITE;   -- WRITE = X 锁
SELECT * FROM account;
2窗口 B 试图读B
B · SQL
SELECT * FROM account;   -- 试图读取
窗口 B 的查询卡住了！ 一直在转圈，无法返回结果 —— 因为 A 持有 X 锁，B 连读都不行。
3窗口 A 释放锁A
A · SQL
UNLOCK TABLES;
A 一执行 UNLOCK，窗口 B 立刻得到结果！ X 锁释放，B 的查询可以执行了。
💡 实验小结

X 锁（写锁）是 独占锁 —— 别人连读都不行。这正是讲义里"S+S 才能并存，X 排斥一切"的体现。

实验 2.5 🔬 实验 S 锁的并发读

看 S 锁（读锁）怎么允许多人共读，但谁都不能写。

1窗口 A 加 S 锁，读取A
A · SQL
LOCK TABLES account READ;    -- READ = S 锁
SELECT * FROM account;       -- 能读 ✅
2窗口 B 也试图加 S 锁并读取B
B · SQL
LOCK TABLES account READ;    -- 也加 S 锁
SELECT * FROM account;       -- 也能读
B 立刻成功！ 两个 S 锁可以共存（多人共读）。
3窗口 A 试图修改（在持有 S 锁的情况下）A
A · SQL
UPDATE account SET R = 100 WHERE id = 'account1';
报错！提示无法更新（因为持有的是 S 锁，S 锁只允许读不允许写）。
错误信息类似：Table 'account' was locked with a READ lock and can't be updated
4实验收尾AB

两个窗口都执行 UNLOCK TABLES; 释放锁。

💡 实验小结

验证了讲义里的两个核心规则：

① S + S 兼容（多人共读 ✅）

② 持 S 锁时，连自己都不能写（S 锁是只读锁）

🎯 第三部分 · 综合应用10 分钟

最后做几道综合题，把本章知识连起来。

综合题 1 ⭐⭐ 中等 隔离级别选择

某个银行系统对 账户余额 的查询和修改要求很高，不能容忍脏读和不可重复读，但能接受偶尔的幻象读（业务上可以容忍）。应该选哪个隔离级别？

📖 查看答案

✅ 答案：C · REPEATABLE READ

分析：

• 不能脏读 → A 排除

• 不能不可重复读 → B 排除（B 挡不住不可重复读）

• 能容忍幻象读 → 不需要 D（D 太严格性能差）

• 所以选 C，这也是 MySQL 的默认级别。

综合题 2 ⭐⭐ 中等 锁兼容

事务 T1 已经对表 R 加了 S 锁。下面 4 个操作，哪个会被阻塞？（多选）

📖 查看答案

✅ 答案：② 和 ③ 会被阻塞

原因：

① S 锁 + S 锁 → 兼容（共读），不阻塞 ✅

② S 锁 + X 锁 → 不兼容，阻塞 ❌

③ UPDATE 需要 X 锁 → 不兼容，阻塞 ❌

④ T1 自己持 S 锁，能读，不会阻塞自己 ✅

口诀：只有 S+S 兼容，其他都阻塞。

综合题 3 ⭐⭐⭐ 进阶 死锁分析

下面是两个事务的执行顺序，请回答：会不会发生死锁？为什么？如何避免？

时间事务 T1事务 T2
t1锁定"学生表"—
t2—锁定"成绩表"
t3请求"成绩表"—
t4—请求"学生表"
📖 查看答案与分析

✅ 会发生死锁。

原因：T1 拿着学生表锁，等成绩表；T2 拿着成绩表锁，等学生表 —— 互相等对方释放，谁也动不了。

怎么避免：用 顺序加锁法 —— 规定 所有事务都按相同顺序 锁表，比如规定都先锁"学生表"再锁"成绩表"。这样 T2 也是先锁学生表，会被 T1 阻塞等待，但不会出现循环等待，所以不会死锁。

修改后的顺序示意：

  • T1：先锁学生表 → 锁成绩表 → 处理 → 解锁
  • T2：也先锁学生表 → 等待 T1 释放 → 拿到学生表锁 → 再锁成绩表 → 处理 → 解锁

📝 实验小结

通过本次实验你应该已经：

⭐ 复习重点

下次考试本章一定考的内容：

  1. 看时序表 判断属于哪种数据不一致性（必考！多练）
  2. 四种隔离级别和三种问题的 对照表（必背）
  3. 事务的 ACID 四大性质 各是什么意思（简答题）
  4. X 锁、S 锁的兼容性（哪种组合能并存）