MySQL事务实现原理系统架构设计师与体系机构
⽬录
socket面试题及答案是什么是事务
事务是数据库中⼀些列操作的集合，这个集合是按顺序逐个执⾏的。在mysql中，保证数据具备ACID特性，这种特性使得事务使⽤起来⾮常安全和⽅便。⽐如银⾏转账操作，使⽤事务就可以保证转账结果的正确，不同转账之间的隔离，转账过程中发⽣错误的回滚，以及机器崩溃的现场恢复。可以在99.99%的情况下保证我们数据安全。
事务具备ACID特性，分别是原⼦性、持久性、隔离性、⼀致性。
1、原⼦性指事务中的所有操作要么全部成功要么全部失败，不能成功⼀半。
2、持久性指事务执⾏中机器崩溃后，重启机器，能重新执⾏失败的事务，保证事务不会因为某种情况被抛弃。
3、隔离性是针对事务之间的并发提出的概念，mysql做出了不同的隔离级别，隔离级别越⾼，事务并发性能越低，⼀般默认采⽤可重复读级别。
4、⼀致性基于前三点特性所产⽣，即事务过程中⽆论发⽣什么，最终数据都是准确⽆误的。powershell教程循环
程序进程快捷键bin、redo、undo⽇志
每次update、insert、delete类型的SQL执⾏时都会先写三条⽇志。
bin log记录执⾏的每条SQL，⽤来做主从复制；
redo log记录修改内容和修改页的位置，⽤来维护持久性；
undo log记录相反类型的SQL，⽤来做rollback和实现mvcc。
事务数据读写直接操作的都是缓存，由操作系统定时刷新到磁盘。log以追加写的⽅式写⼊缓存，⼀般mysql默认设置log写⼊缓存⽴即刷新到磁盘，保证log数据不丢失。
隔离级别
脏读：事务A还未提交修改，事务B读取到的未提交数据是脏数据。（丢失更新：事务A修改记录完成，但还未提交；事务B也修改了该记录并提交，但是事务B由于其他原因回滚，导致事务A的修改失效。）mysql面试题acid>css 修改滚动条样式
不可重复读：事务A获得查询结果，在事务A提交前，事务B将某条数据修改并提交，事务A再次查询，两次查询结果不同。
幻读：和不可重复读相同的场景，但幻读专指数据的删除或插⼊，⽽不是修改。
读取已提交（解决1）；可重复读（解决1、2）；串⾏化（全部解决）。
MVCC实现原理
mvcc是乐观锁的⼀种实现⽅式，⽬的是解决读写互斥问题，增⼤并发程度。
场景举例：每次更新数据都为其记录⼀个递增的版本。线程A当第⼀次读取数据时，版本号为1；此时该数据被线程B修改，那么版本号变为2；线程A再次读取数据，发现版本号有变，此时可以根据不同的隔离级别来决定是否展⽰变更后的数据。
mysql中的mvcc通过隐藏列DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR和ReadView实现。DB_TRX_ID是该⾏记录当前的事务id，DB_ROLL_PTR指向该⾏在undo log中的位置，ReadView 是⼀个记录当前活跃事务id的链表。
当⼀⾏记录被修改时，undo⽂件中会存储它的相反操作，并且存有修改之前的版本号。每次修改会在undo⽂件中形成链式存储，链表头部是最近的版本，尾部是最⽼版本。
当事务在执⾏select操作之前，会先构造ReadView，并通过ReadView判断当前记录是否是可见的。ReadView中按序存储（事务id排序）着所有活跃事务id，如果当前记录的事务id⼩于ReadView中的最⼩值，意味着该记录已经被提交，则该记录可见。如果⼤于ReadView中最⼤值，那么该记录应当在之后的事务中提交，因此属于不可见。如果处于最⼤最⼩值之前，则需要通过⼆分查判断，事务id是否存在于ReadView中，如果存在，说明该记录的事务活跃，但⽆法判定事务是否已经提交，因此需要读取DB_ROLL_PTR，获取上⼀个版本的事务id，看看上个版本是否是可见的，通过层层递归，直到某⼀个之前的版本满⾜可见的要求。
可重复读实现原理
快照读。
场景1：在事务A两次查询中间，事务B修改数据的场景下，第⼀次查询的结果会作为快照保存，之后再次查询就都是快照内容。
这是由于快照读本质是mvcc实现的，因为事务A本⾝对数据操作，会导致事务A维护的版本号变更，再次查询，事务A查询的就是最新版本号数据。
mvcc在mysql中，通过隐藏字段DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR和undo log实现。DB_TRX_ID记录该
⾏记录⽬前的版本号，DB_ROLL_PTR记录该⾏之前版本在undo log中的位置。那么在上述场景1下，事务A通过DB_ROLL_PTR，可以直接获取被事务B修改之前的数据。
场景2：如果在事务B插⼊数据1之后，事务A也修改了数据1，那么事务A再次查询就会看到本不存在的数据1。可见不可重复读⽆法解决幻读。
若想解决幻读，需要使⽤mvcc+NextKey Locks（间隙锁+⾏锁）。
我们都知道InnoDB⽀持⾏锁，并且⾏锁是锁住索引。⽽间隙锁⽤来锁定索引记录间隙，确保索引记录的间隙不变。间隙锁是针对事务隔离级别为Repeatable Read或以上级别⽽已的，间隙锁和⾏锁⼀起组成了Next-Key Lock。当InnoDB扫描索引记录的时候，会⾸先对索引记录加上⾏锁，再对索引记录两边的间隙加上间隙锁（Gap Lock）。加上间隙锁之后，其他事务就不能在这个间隙插⼊记录。这样就有效的防⽌了幻读的发⽣。
默认情况下，InnoDB⼯作在Repeatable Read的隔离级别下，并且以Next-Key Lock的⽅式对索引⾏进⾏加锁。当查询的索引具有唯⼀性（主键、唯⼀索引）时，Innodb存储引擎会对Next-Key Lock进⾏优化，将其降为⾏锁，仅仅锁住索引本⾝，⽽不是范围（除⾮锁定不存在的值）。若是普通索引，则会使⽤Next-Key Lock将记录和间隙⼀起锁定。

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