MySql必知必会

31.介绍一下MySQL中事务的特性？

在关系型数据库管理系统中，一个逻辑工作单元要成为事务，必须满足这 4 个特性，即所谓的 ACID：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。

1）原子性

原子性：事务作为一个整体被执行，包含在其中的对数据库的操作要么全部被执行，要么都不执行。

InnoDB存储引擎提供了两种事务日志：redo log(重做日志)和undo log(回滚日志)。其中redo log用于保证事务持久性；undo log则是事务原子性和隔离性实现的基础。

每写一个事务,都会修改Buffer Pool,从而产生相应的Redo/Undo日志:

• 如果要回滚事务，那么就基于undo log来回滚就可以了，把之前对缓存页做的修改都给回滚了就可以了。
• 如果事务提交之后，redo log刷入磁盘，结果MySQL宕机了，是可以根据redo log恢复事务修改过的缓存数据的。

实现原子性的关键，是当事务回滚时能够撤销所有已经成功执行的sql语句。

InnoDB 实现回滚，靠的是undo log ：当事务对数据库进行修改时，InnoDB 会生成对应的undo log ；如果事务执行失败或调用了rollback ，导致事务需要回滚，便可以利用undo log中的信息将数据回滚到修改之前的样子。

2）一致性

一致性：事务应确保数据库的状态从一个一致状态转变为另一个一致状态。一致状态的含义是数据库中的数据应满足完整性约束。

• 约束一致性：创建表结构时所指定的外键、唯一索引等约束。
• 数据一致性：是一个综合性的规定，因为它是由原子性、持久性、隔离性共同保证的结果，而不是单单依赖于某一种技术。

3）隔离性

隔离性：指的是一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的数据对其他的并发事务是隔离的。

不考虑隔离性会引发的问题:

• 脏读 : 一个事务读取到了另一个事务修改但未提交的数据。
• 不可重复读: 一个事务中多次读取同一行记录的结果不一致，后面读取的跟前面读取的结果不一致。
• 幻读 : 一个事务中多次按相同条件查询，结果不一致。后续查询的结果和面前查询结果不同，多了或少了几行记录。

数据库事务的隔离级别有4个，由低到高依次为Read uncommitted 、Read committed、Repeatable read 、Serializable ，这四个级别可以逐个解决脏读 、不可重复读 、幻读 这几类问题。

4）持久性

持久性：指的是一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的，后续的操作或故障不应该对其有任何影响，不会丢失。

MySQL 事务的持久性保证依赖的日志文件: redo log

• redo log 也包括两部分：一是内存中的日志缓冲(redo log buffer)，该部分日志是易失性的；二是磁盘上的重做日志文件(redo log file)，该部分日志是持久的。redo log是物理日志，记录的是数据库中物理页的情况 。
• 当数据发生修改时，InnoDB不仅会修改Buffer Pool中的数据，也会在redo log buffer记录这次操作；当事务提交时，会对redo log buffer进行刷盘，记录到redo log file中。如果MySQL宕机，重启时可以读取redo log file中的数据，对数据库进行恢复。这样就不需要每次提交事务都实时进行刷脏了。

5）ACID总结

• 事务的持久化是为了应对系统崩溃造成的数据丢失.
• 只有保证了事务的一致性，才能保证执行结果的正确性
• 在非并发状态下，事务间天然保证隔离性，因此只需要保证事务的原子性即可保证一致性.
• 在并发状态下，需要严格保证事务的原子性、隔离性。

32.MySQL 的可重复读怎么实现的？

可重复读（repeatable read）定义： 一个事务执行过程中看到的数据，总是跟这个事务在启动时看到的数据是一致的。

MVCC

• MVCC，多版本并发控制, 用于实现读已提交和可重复读隔离级别。
• MVCC的核心就是 Undo log多版本链 + Read view，“MV”就是通过 Undo log来保存数据的历史版本，实现多版本的管理，“CC”是通过 Read-view来实现管理，通过 Read-view原则来决定数据是否显示。同时针对不同的隔离级别， Read view的生成策略不同，也就实现了不同的隔离级别。

Undo log 多版本链

每条数据都有两个隐藏字段:

• trx_id: 事务id,记录最近一次更新这条数据的事务id.
• roll_pointer: 回滚指针,指向之前生成的undo log

每一条数据都有多个版本,版本之间通过undo log链条进行连接通过这样的设计方式,可以保证每个事务提交的时候,一旦需要回滚操作,可以保证同一个事务只能读取到比当前版本更早提交的值,不能看到更晚提交的值。

ReadView

Read View是 InnoDB 在实现 MVCC 时用到的一致性读视图，即 consistent read view，用于支持 RC（Read Committed，读提交）和 RR（Repeatable Read，可重复读）隔离级别的实现.

Read View简单理解就是对数据在某个时刻的状态拍成照片记录下来。那么之后获取某时刻的数据时就还是原来的照片上的数据，是不会变的.

Read View中比较重要的字段有4个:

• m_ids : 用来表示MySQL中哪些事务正在执行,但是没有提交.
• min_trx_id: 就是m_ids里最小的值.
• max_trx_id : 下一个要生成的事务id值,也就是最大事务id
• creator_trx_id: 就是你这个事务的id

当一个事务第一次执行查询sql时，会生成一致性视图 read-view（快照），查询时从 undo log 中最新的一条记录开始跟 read-view 做对比，如果不符合比较规则，就根据回滚指针回滚到上一条记录继续比较，直到得到符合比较条件的查询结果。

Read View判断记录某个版本是否可见的规则如下

1.如果当前记录的事务id落在绿色部分（trx_id < min_id），表示这个版本是已提交的事务生成的，可读。
2.如果当前记录的事务id落在红色部分（trx_id > max_id），表示这个版本是由将来启动的事务生成的，不可读。

3. 如果当前记录的事务id落在黄色部分（min_id <= trx_id <= max_id），则分为两种情况：

4. 若当前记录的事务id在未提交事务的数组中，则此条记录不可读；

5. 若当前记录的事务id不在未提交事务的数组中，则此条记录可读。