InnoDB存储引擎（七）事务

超、凢脫俗 2023-05-31 10:21 2阅读 0赞

**目录**

7.1 概述

7.1.1 ACID

7.1.2 分类

7.2.1 redo

基本概念

log block

重做日志格式

LSN（Log Sequence Number）

恢复

7.2.2 undo

基本概念

存储管理

格式

purge

group commit

7.3 事务控制语句

7.4 隐式提交的SQL语句

7.5 不好的事务习惯

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# 7.1 概述 #

## 7.1.1 ACID ##

1.  **原子性**：要么都做，要么都不做
2.  **一致性**：数据库从一种一致性状态转变为下一种一致性状态
3.  **隔离性**：每个读写事务的对象对其它事务的操作对象能相互分离，即：该事务提交前对其他事务都不可见
4.  **持久性**：事务一旦提交，其结果就是永久性的

## 7.1.2 分类 ##

**1. 扁平事务**

最简单，所有操作都处于同一层次，由begin开始，由commit或者rollback结束，其间操作都是原子的

**2. 带有保存点的扁平事务**

允许在事务执行过程中回滚到同一事务中较早的一个状态

**保存点**：通知系统应该记住事务当前的状态，以便当之后发生错误时，事务能回到保存点当时的状态；使用 `SAVE WORK` 函数建立，通知系统记录当前的处理状态；保存点在事务内部单调递增

当系统发生崩溃时，所有的保存点都将消失。当进行恢复时，事务需要从最开始处重新执行，而不能从最近的一个保存点继续执行

**案例：出门旅游**

**3. 链事务**

可视为保存点模式的一种变种。

在提交一个事务时，释放不需要的数据对象，将必要的处理上下文隐式地传给下一个要执行的事务。注意，提交事务操作和开始下一个事务操作将合并为一个原子操作，也就是下一个事务将看到上一个事务的结果。

![2019102416501613.png][]

回滚仅限于当前事务，即只能恢复到最近的一个保存点

**4. 嵌套事务**（不原生支持）

是一个层次结构框架，由一个顶层事务控制着各个层次的事务

所有子事务都在顶层事务提交后才真正的提交，任意事务的回滚都会引起它的所有子事务的回滚

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**5. 分布式事务**

在分布式环境下运行的扁平事务，需要根据数据所在位置访问网络中的不同节点

**案例：银行转账，从一张卡转到另外一张卡**

## 7.2.1 redo ##

### 基本概念 ###

1.  重做日志缓存和重做日志文件
2.  顺序写
3.  fsync操作：重做日志缓存 -> 文件系统缓存 -> 文件系统，因此，磁盘的性能决定了事务提交的性能，即数据库性能
4.  重做日志刷新到磁盘的策略，事务提交时、master thread每秒操作或者事务提交时，将重做日志写入文件系统缓存
5.  与二进制日志（**进行POINT IN TIME的恢复及主从复制的建立**）的区别

### log block ###

重做日志缓存、重做日志文件都是以块（block）的方式进行保存的，称之为重做日志块（redo log block），每块的大小为512字节。

若一个页中产生的重做日志数量大于512字节，那么需要分割为多个重做日志块进行存储。

由于重做日志块的大小和磁盘扇区大小一致，都是512字节，因此重做日志的写入可以保证原子性，不需要doublewrite技术。

重做日志块的结构：日志块头（12字节）、日志（492字节）、日志块尾（8字节）

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### 重做日志格式 ###

重做日志格式是基于页的，虽然有着不同的重做日志格式（InnoDB 1.2 有51种），但是它们有着通用的头部格式。

![20191024165319874.png][]

通用的头部格式由以下3部分组成：

1.  redo\_log\_type：重做日志的类型
2.  space：表空间的ID
3.  page\_no：页的偏移量

### LSN（Log Sequence Number） ###

日志序列号，占8个字节，并且单调递增，其表示的含义有：

1. 重做日志写入的**字节**的总量

LSN=1000；事务1写入100字节，LSN=1100；事务2写入200字节，LSN=1300

LSN存在于重做日志和每个页中，在每个页的头部，有一值FIL\_PAGE\_LSN，记录了该页的LSN，表示该页最后刷新时LSN的大小，可以用来判断页是否需要进行恢复操作，若在页中的LSN=1000，数据库启动时，LSN=1300，并且该事务已经提交，那么需要进行恢复操作，反之，则不需要。

通过`show engine innodb status`查看LSN的情况。

LOG
    ---
    Log sequence number 381727521755   -- 当前的LSN
    Log flushed up to   381727521755   -- 刷新到重做日志文件的LSN
    Pages flushed up to 381727306352   -- 当前最旧的脏页数据对应的LSN
    Last checkpoint at  381727304797   -- 刷新到磁盘的LSN
    0 pending log flushes, 0 pending chkp writes
    11035274 log i/o's done, 0.98 log i/o's/second

2. checkpoint的位置

3. 页的版本

### 恢复 ###

重做日志记录的是物理日志，因此恢复速度比逻辑日志，如二进制日志，要快很多。

checkpoint机制表示已经刷新到磁盘页上的LSN，因此在恢复过程中仅需要恢复checkpoint开始的日志部分。如，当数据库在checkpoint的LSN为10,000发生宕机，恢复操作仅恢复LSN 10,000 ~ 13,000范围内的日志。

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重做日志是幂等的，即：`f(f(x)) = f(x)`

**案例：insert操作**

## 7.2.2 undo ##

### 基本概念 ###

可以被重用

作用：

1.  **回滚**
2.  **MVCC**

对数据库进行修改时，不仅会产生redo，还会产生一定量的undo，利用undo信息可以将数据回滚到修改之前的样子。

undo存放在数据库内部的一个特殊段（segment）中，这个段称为undo段，位于共享表空间中。

存储的是逻辑日志，即SQL语句。回滚时，做的是与之前相反的工作，对于每个insert，InnoDB存储引擎会执行一个delete；对于每个delete，会执行一个insert；对于每个update，会执行一个相反的update，将修改前的行放回去。

undo log会产生redo log，也就是undo log的产生会伴随着redo log的产生，这是因为undo log也需要持久性的保护。

### 存储管理 ###

InnoDB存储引擎有rollback segment，每个回滚段中记录了1024个undo log segment，而在每个undo log segment段中进行undo页的申请。

InnoDB 1.1版本开始，支持最大128个rollback segment，支持同时在线事务的限制提高到了128\*1024。

从InnoDB 1.2开始，可通过参数对rollback segment做进一步的设置。这些参数包括：

1.  **innodb\_undo\_directory**：文件所在位置，可以存放在独立表空间中，默认为'.'，表示当前InnoDB存储引擎目录
2.  **innodb\_undo\_logs**：rollback segment文件的个数
3.  **innodb\_undo\_tablespaces**：构成rollback segment文件的数量

事务提交后并不能马上删除undo log及undo log所在的页。这是因为可能还有其他事务需要通过undo log来得到行记录之前的版本。故事务提交时将undo log放入一个链表中，是否可以最终删除undo log及undo log所在页由purge线程来判断。

### 格式 ###

1.  **insert undo log**

指在insert操作中产生的undo log。因为insert操作的记录，只对事务本身可见，对其他事务不可见，故该undo log可以在事务提交后直接删除，不需要进行purge操作。

1.  **update undo log**

对delete和update操作产生的undo log，该undo log可能需要提供MVCC机制，因此不能在事务提交时就进行删除。

**格式图**

### purge ###

用于最终完成delete和update操作。

### group commit ###

磁盘fsync的性能是有限的，为了提高磁盘效率，当前数据库都提供了group commit的功能，即**一次fsync可以刷新确保多个事务日志被写入文件**。对于InnoDB存储引擎来说，事务提交时会进行两个阶段的操作：

1.  修改内存中事务对应的信息，并且将日志写入重做日志缓冲
2.  调用fsync确保日志都从重做日志缓冲写入磁盘

在InnoDB 1.2版本之前，在开启二进制日志后，group commit功能会失效，从而导致性能的下降。MySQL 5.6采用Binary Log Group Commit（BLGC）解决。

# 7.3 事务控制语句 #

1.  start transaction|begin
2.  commit
3.  rollback
4.  savepoint identifier
5.  release savepoint identifier
6.  rollback to \[savepoint\] identifier
7.  set transaction

# 7.4 隐式提交的SQL语句 #

1.  **DDL语句**：alter、create、drop、rename table、truncate table（不能被回滚）
2.  **用来隐式地修改MySQL架构的操作**：create user、drop user、grant、rename user、revoke、set password
3.  **管理语句**：analyze table、cache index、check table、load index into cache、optimize table、repair table

# 7.5 不好的事务习惯 #

默认配置下，MySQL数据库总是自动提交的

1.  在循环中提交
2.  使用自动提交
3.  使用自动回滚
4.  长事务，执行时间长的事务，可以转换为小批量的事务来进行处理

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