mysql数据库之底层实现原理

我就是我 2023-10-11 20:51 1阅读 0赞

MySQL里面的事务满足ACID的特性（A：atomicity原子性；C：consistency一致性；I：isolation隔离性；D：durability持久性）。

MySQL事务的原理就是让InnoDB如何保证ACID的特性（InnoDB：MySQL的默认存储引擎）。

首先A表示Atomic，也就是原子性，也就是说，需要保证多个DML操作的原子性，要么都成功，要么都失败，如果失败就意味着要对原本执行成功的数据进行回滚，所以InnoDB里面设计了一个undo log表，在事务执行的过程中，把修改之前的数据快照保存到undo log里面，一旦出现错误，就直接从undo log里面读取数据，进行反向操作就可以了；

其次是C表示consistency，也就是一致性，也就是说，数据的完整性约束不可以被破坏，我认为，这个更多的是依赖业务层面的一些保障，当然，数据库本身也提供了一些，比如说像主键的唯一性约束，字段长度和类型的一些保障等等；

接下来是I表示isolation，也就是事务的隔离性，也就是说多个并行的事务对同一个数据进行操作的时候，如何避免多个事务之间的干扰，导致数据混乱的问题，InnoDB里面提供了4中隔离级别的实现，分别是：

a、RU，也就是未提交读

b、RC，已提交读

c、RR，可重复读

d、Serializable，串行化

InnoDB默认采用的隔离级别是RR，也就是可重复读。然后使用了MVCC机制（即多版本并发控制，主要是为了提高数据库的并发性能）解决了脏读和不可重复读的问题，然后使用了行锁和表锁的方式来解决了幻读的问题；

最后一个是D表示durability，也就是持久性，也就是说，只要事务提交成功，那么对于这个数据的结果的影响一定是永久的，不能因为数据库宕机或者其他原因导致数据变更的失效。

理论上来说，事务提交之后直接把数据放到磁盘里就ok了，但是因为随机磁盘IO的效率确实很低，所以InnoDB里面设计了BufferPool缓冲区来进行优化，也就是说，数据发生变更的时候，先更新内存缓冲区，然后在合适的时间再持久化到磁盘里面，在这个机制里面，有可能出现在持续化过程中如果数据库宕机就导致数据丢失的情况，无法满足持久化，所以在InnoDB里面，引入了Redo log这样一个文件，这个文件存储了数据库变更之后的一个值，当我们通过事务进行数据变更的时候，除了修改内存缓冲区里面的数据以外，还会把本次修改的值追加到Redo log里面，当事务提交的时候，直接把Redo log里面的日志刷新到磁盘里面进行持久化，一旦数据库出现宕机，MySQL重启以后，可以直接用Redo log里面保存的重写日志，读取出来以后再去执行一遍，从而保证数据的持久性。

因此在我看来，事务的持久性原理核心本质就是如何去保证事务的ACID特性，而在undo log里面用到了MVCC、行锁、表锁、undo log以及redo log等等的机制去保证这样的特性。