mysql事务实现原理详解

悠悠 2023-09-25 09:58 20阅读 0赞

## 说说MySQL中的Redo log Undo log都在干啥 ##

undo日志用于存放数据修改被修改前的值，假设修改 tba 表中 id=2的行数据，把Name='B' 修改为Name = 'B2' ，那么undo日志就会用来存放Name='B'的记录，如果这个修改出现异常，可以使用undo日志来实现回滚操作，保证事务的一致性。对数据的变更操作，主要来自 INSERT UPDATE DELETE，而UNDO LOG中分为两种类型，一种是 INSERT\_UNDO(INSERT操作)，记录插入的唯一键值；一种是 UPDATE\_UNDO(包含UPDATE及DELETE操作)，记录修改的唯一键值以及old column记录。00 – Undo LogUndo Log 是为了实现事务的原子性，在MySQL数据库InnoDB存储引擎中，还用Undo Log来实现多版本并发控制(简称：MVCC)。- 事务的原子性(Atomicity)事务中的所有操作，要么全部完成，要么不做任何操作，不能只做部分操作。如果在执行的过程中发生了错误，要回滚(Rollback)到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过。Undo Log的原理很简单，为了满足事务的原子性，在操作任何数据之前，首先将数据备份到一个地方(这个存储数据备份的地方称为Undo Log)。然后进行数据的修改。如果出现了错误或者用户执行了ROLLBACK语句，系统可以利用Undo Log中的备份将数据恢复到事务开始之前的状态。除了可以保证事务的原子性，Undo Log也可以用来辅助完成事务的持久化。- 事务的持久性(Durability)事务一旦完成，该事务对数据库所做的所有修改都会持久的保存到数据库中。不能因为错误/重启/宕机而丢失已经COMMIT的数据。为了保证持久性，数据库系统需要将修改后的数据完全的记录到持久的存储上。- 用Undo Log实现原子性和持久化的事务的简化过程假设有A、B两个数据，值分别为1,2。B.记录A=1到undo log的内存buffer.C.在内存中修改A=3.D.记录B=2到undo log的内存buffer.E.在内存中修改B=4.F.将undo log的buffer写到磁盘。G.将内存中修改后的数据写到磁盘。这里有一个前提条件：‘数据都是先读到内存中，然后修改内存中的数据，最后将数据写回磁盘’。以上过程之所以能同时保证原子性和持久化，是因为以下特点：A. 更新数据前记录Undo log。B. 为了保证持久性，必须将数据在事务提交前写到磁盘。只要事务成功提交，数据必然已经持久化。C. Undo log必须先于数据持久化到磁盘。如果在G,H之间系统崩溃，undo log是完整的，可以用来回滚事务。D. 如果在A-F之间系统崩溃,因为数据没有持久化到磁盘。所以磁盘上的数据还是保持在事务开始前的状态。缺陷：每个事务提交前将数据和Undo Log写入磁盘，这样会导致大量的磁盘IO，因此性能很低。如果能够将数据缓存一段时间，就能减少IO提高性能。但是这样就会丧失事务的持久性。因此引入了另外一种机制来实现持久化，即Redo Log.01 – Redo Log和Undo Log相反，Redo Log记录的是新数据的备份。在事务提交时，只要将Redo Log持久化即可，不需要将数据持久化。当系统崩溃时，虽然数据没有持久化，但是Redo Log已经持久化。系统可以根据Redo Log的内容，将所有数据恢复到最新的状态。- Undo + Redo事务的简化过程假设有A、B两个数据，值分别为1,2.B.记录A=1到undo log的内存buffer.C.内存中修改A=3.D.记录A=3到redo log的内存buffer.E.记录B=2到undo log的内存buffer.F..内存中修改B=4.G.记录B=4到redo log的内存buffer.H.将redo log的内存buffer写入磁盘。- Undo + Redo事务的特点A. 为了保证持久性，必须在事务提交时将Redo Log持久化。B. 数据不需要在事务提交前写入磁盘，而是缓存在内存中。C. Redo Log 保证事务的持久性。D. Undo Log 保证事务的原子性。E. 有一个隐含的特点，数据必须要晚于redo log写入持久存储。这是因为Recovery要依赖redo log. 如果redo log丢失了，系统需要保持事务的数据也没有被更新。Undo + Redo的设计主要考虑的是提升IO性能。虽说通过缓存数据，减少了写数据的IO. 但是却引入了新的IO，即写Redo Log的IO。如果Redo Log的IO性能不好，就不能起到提高性能的目的。为了保证Redo Log能够有比较好的IO性能，InnoDB 的 Redo Log的设计有以下几个特点：A. 尽量保持Redo Log存储在一段连续的空间上。以顺序追加的方式记录Redo Log,通过顺序IO来改善性能。因此在系统第一次启动时就会将日志文件的空间完全分配，从而保证Redo Log文件在存储上的空间有更好的连续性。B. 批量写入日志。日志并不是直接写入文件，而是先写入redo log buffer.当需要将日志刷新到磁盘时 (如事务提交),才将许多日志一起写入磁盘，这样可以减少IO次数。C. 并发的事务共享Redo Log的存储空间，它们的Redo Log按语句的执行顺序，依次交替的记录在一起，以减少Redo Log的IO次数。例如,Redo Log中的记录内容可能是这样的：记录1: 记录2: 记录3: 记录4: 记录5: D. 因为C的原因,当一个事务将Redo Log写入磁盘时，也会将其他未提交的事务的日志写入磁盘。E. Redo Log上只进行顺序追加的操作，当一个事务需要回滚时，它的Redo Log记录也不会从Redo Log中删除掉。InnoDB的做法时将回滚操作也记入Redo Log(具体做法看下一节).

![mysql事务实现原理详解\_mysql事务实现原理][mysql_mysql]

## mysql a事物在写 b事物能读吗 ##

我们先来看看事务的语法。现在的社会比较浮躁，大家往往只在乎如何解决问题，而不去考虑问题的本质到底是什么。

所以我决定先来介绍事务的语法：

1.开启事务starttransaction，可以简写为begin2.然后记录之后需要执行的一组sql

3.提交commit

4.如果所有的sql都执行成功，则提交，将sql的执行结果持久化到数据表内。

5.回滚rollback

6.如果存在失败的sql，则需要回滚，将sql的执行结果，退回到事务开始之时7.无论回滚还是提交，都会关闭事务！需要再次开启，才能使用。

8.还有一点需要注意，就是事务只针对当前连接。

下面我们来进行演示：

使用第一个链接A，开启事务后，执行一条update语句。

结果成功，数据已经变成修改之后！

这里写图片描述

此时我们没有提交。

再从其他连接B来查看，发现数据为更改：

这里写图片描述

此时如果连接A选择提交，也就是commit操作。则连接B的数据也会发生变化。

而如果连接A选择回滚，也就是rollback操作。则连接A再次查询则发现数据还原。

语法说完了，浮躁的人也不用继续看下去了。下面简单说一下事务的基本原理吧。

提交，就会将结果持久化，不提交就不会。

如果我们不开启事务，只执行一条sql，马上就会持久化数据，可以看出，普通的执行就是立即提交。

这是因为MySQL默认对sql语句的执行是自动提交的。

也就是说，开启事务，实际上就是关闭了自动提交的功能，改成了commit手动提交！

我们可以通过简单的对是否自动提交加以设置，完成开启事务的目的！

自动提交的特征是保存在服务的一个autocommit的变量内。可以进行修改：

这里写图片描述

还需要注意一点，就是事务类似于外键约束，只被innodb引擎支持。

下面来说说事务的特点ACID。也就是原子性，一致性，隔离性和持久性。

原子性：事务是不可分割的。

一致性：保证数据在事务的执行周期内，是一致的！

隔离型：多个事务之间的干扰关系！隔离级别！

持久性：事务一旦被提交，就不可能再被回滚！

事务并发会带来一些问题，所以才有了不同的事务隔离级别。要想了解事务的隔离级别，就必须首先了解事务并发会带来的问题。

一般来说，会出现三类数据读问题和数据更新问题。

一个事务正在对一条记录做修改，但未提交，另一个事务读取了这些脏数据，并进一步处理，就会产生未提交的数据依赖。

举一个例子：

时间转账事务A取款事务B

T1开始事务

T2开始事务

T3查询账户余额为1000元

T4取出500元把余额改为500元

T5查询账户余额为500元(脏读)

T6撤销事务余额恢复为1000元

T7汇入100元把余额改为600元

T8提交事务

A读取了B尚未提交的脏数，导致最后余额为600元。

不可重复读

一个事务在不同时间读取数据不一致。

举一个例子：

时间取款事务A转账事务B

T1开始事务

T2开始事务

T3查询账户余额为1000元

T4查询账户余额为1000元

T5取出100元把余额改为900元

T6提交事务

T7查询账户余额为900元(和T4读取的不一致)可以看到最后读取的数据不一致。

幻读和不可重复读的概念类似，都是不同时间数据不一致，只不过幻读是针对新增数据，而不可重复读是针对更改数据。

看一个例子：

时间统计金额事务A转账事务B

T1开始事务

T2开始事务

T3统计总存款数为10000元

T4新增一个存款账户，存款为100元

T5提交事务

T6再次统计总存款数为10100元(幻象读)

两个事务对同一数据进行更新，后者会覆盖先者的更新。

时间取款事务A转账事务B

T1开始事务

T2开始事务

T3查询账户余额为1000元

T4查询账户余额为1000元

T5汇入100元把余额改为1100元

T6提交事务

T7取出100元将余额改为900元

T8撤销事务

T9余额恢复为1000元(丢失更新)

事务并发带来的问题前文已经描述得非常仔细了。事务的隔离级别就是为了针对并发出现的问题，不同的级别可以保证不同的一致性。

为了解决上面讲到的并发事务处理带来的问题，SQL标准提出了4个等级的事务隔离级别。不同的隔离级别在同样的环境下会出现不同的结果。

下面看看四种隔离级别的比较：

隔离级别读数据一致性脏读不可重复读幻读

未提交读(Readuncommitted)最低级别，只能保证不读取物理上损坏的数据是是是已提交读(Readcommitted)语句级否是是

可重复读(Repeatableread)事务级否否是

可序列化(Serializable)最高级别，事务级否否否

## 你对mysql数据库事务有理解吗？ ##

我同学是学PHP的，我是学ASP的，至于事务我想应该咱们学的都差不多吧，用事务写程序感觉挺简单的，方便isam执行读取操作的速度很快，而且不占用大量的内存和存储资源。

isam的两个主要不足之处在于，它不支持事务处理，也不能够容错：如果你的硬盘崩溃了，那么数据文件就无法恢复了。如果你正在把isam用在关键任务应用程序里，那就必须经常备份你所有的实时数据，通过其复制特性，mysql(和php搭配之最佳组合)能够支持这样的备份应用程序。

myisammyisam是mysql(和php搭配之最佳组合)的isam扩展格式和缺省的mysql数据库引擎。除了提供isam里所没有的索引和字段管理的大量功能，myisam还使用一种表格锁定的机制，来优化多个并发的读写操作。其代价是你需要经常运行optimize table命令，来恢复被更新机制所浪费的空间。

myisam还有一些有用的扩展，例如用来修复mysql数据库文件的myisamchk工具和用来恢复浪费空间的myisampack工具。

heapheap允许只驻留在内存里的临时表格。驻留在内存里让heap要比isam和myisam都快，但是它所管理的数据是不稳定的，而且如果在关机之前没有进行保存，那么所有的数据都会丢失。在数据行被删除的时候，heap也不会浪费大量的空间。heap表格在你需要使用select表达式来选择和操控数据的时候非常有用。要记住，在用完表格之后就删除表格。让我再重复一遍：在你用完表格之后，不要忘记删除表格。

innodb和berkley db

innodb和berkley db(bdb)数据库引擎都是造就mysql(和php搭配之最佳组合)灵活性的技术的直接产品，这项技术就是mysql(和php搭配之最佳组合)++ api。在使用mysql(和php搭配之最佳组合)的时候，你所面对的每一个挑战几乎都源于isam和myisam数据库引擎不支持事务处理也不支持外来键。尽管要比isam和myisam引擎慢很多，但是innodb和bdb包括了对事务处理和外来键的支持，这两点都是前两个引擎所没有的。如前所述源码天空

![mysql事务实现原理详解\_mysql事务实现原理\_02][mysql_mysql_02]

## Mysql中的事务是什么如何使用 ##

事务能保证你做的一系列动作，要么全部成功。如果有一个操作失败，就回退到修改前。 比如你要做下面几个操作， 1.删除表A中的某些记录 2.向B添加一些记录。 3.修改C表中的一些数据。 使用事务，如果1,2都成功了，3却失败了。就会回退到第1步执行前的样子，ABC表都没被修改。什么是事务？

事务是逻辑上的一组操作，组成这组操作的各个单元，要不全都成功要不全都失败，这个特性就是事务

注意：mysql数据支持事务，但是要求必须是innodb存储引擎

解决这个问题：

mysql的事务解决这个问题，因为mysql的事务特性，要求这组操作，要不全都成功，要不全都失败，这样就避免了某个操作成功某个操作失败。利于数据的安全

如何使用：

(1)在执行sql语句之前，我们要开启事务 start transaction;

(2)正常执行我们的sql语句

(3)当sql语句执行完毕，存在两种情况：

1，全都成功，我们要将sql语句对数据库造成的影响提交到数据库中，committ

2，某些sql语句失败，我们执行rollback(回滚)，将对数据库操作赶紧撤销

(注意：mysql数据支持事务，但是要求必须是innodb存储引擎)

mysql> create table bank(name varchar(20),money decimal(5,1))engine=innodb defau

lt charset=utf8;

mysql> inset into bank values('shaotuo',1000),('laohu',5000);

mysql> select\*from bank;

\+---------+--------+

| name | money |

\+---------+--------+

| shaotuo | 1000.0 |

| laohu | 5000.0 |

\+---------+--------+

\------没有成功“回滚”执行rollback

mysql> start transaction; //开启事务

query ok, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> update bank set money=money+500 where name='shaotuo';

query ok, 1 row affected (0.00 sec)

rows matched: 1 changed: 1 warnings: 0

mysql> update bank set moey=money-500 where name='laohu';

error 1054 (42s22): unknown column 'moey' in 'field list'

mysql> rollback; //只要有一个不成功，执行rollback操作

query ok, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> select\*from bank;

\+---------+--------+

| name | money |

\+---------+--------+

| shaotuo | 1000.0 |

| laohu | 5000.0 |

\+---------+--------+

\------成功之后 进行commit操作

mysql> start transaction; //开启事务

query ok, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> update bank set money=money+500 where name='shaotuo';

query ok, 1 row affected (0.01 sec)

rows matched: 1 changed: 1 warnings: 0

mysql> update bank set money=money-500 where name='laohu';

query ok, 1 row affected (0.00 sec)

rows matched: 1 changed: 1 warnings: 0

mysql> commit; //两个都成功后执行commit(只要不执行commit，sql语句不会对真实的数据库造成影响)

query ok, 0 rows affected (0.05 sec)

mysql> select\*from bank;

\+---------+--------+

| name | money |

\+---------+--------+

| shaotuo | 1500.0 |

| laohu | 4500.0 |

\+---------+--------+

[mysql_mysql]: https://img2.baidu.com/it/u=2816621364,1612539962&fm=26&fmt=auto
[mysql_mysql_02]: https://img2.baidu.com/it/u=2415166423,3658815895&fm=26&fmt=auto