1事务原理

1.1事务基础

1). 事务 事务 是一组操作的集合它是一个不可分割的工作单位事务会把所有的操作作为一个整体一起向系 统提交或撤销操作请求即这些操作要么同时成功要么同时失败。 2). 特性 • 原子性Atomicity事务是不可分割的最小操作单元要么全部成功要么全部失败。 • 一致性Consistency事务完成时必须使所有的数据都保持一致状态。 • 隔离性Isolation数据库系统提供的隔离机制保证事务在不受外部并发操作影响的独立环 境下运行。 • 持久性Durability事务一旦提交或回滚它对数据库中的数据的改变就是永久的。

那实际上我们研究事务的原理就是研究MySQL的InnoDB引擎是如何保证事务的这四大特性的。

而对于这四大特性实际上分为两个部分。 其中的原子性、一致性、持久化实际上是由InnoDB中的 两份日志来保证的一份是redo log日志一份是undo log日志。 而持久性是通过数据库的锁 加上MVCC来保证的。

我们在讲解事务原理的时候主要就是来研究一下redologundolog以及MVCC。

1.2redo log

重做日志记录的是事务提交时数据页的物理修改是用来实现事务的持久性。

该日志文件由两部分组成重做日志缓冲redo log buffer以及重做日志文件redo log file,前者是在内存中后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都存到该日志文件中, 用 于在刷新脏页到磁盘,发生错误时, 进行数据恢复使用。

如果没有redolog可能会存在什么问题的 我们一起来分析一下。

我们知道在InnoDB引擎中的内存结构中主要的内存区域就是缓冲池在缓冲池中缓存了很多的数 据页。 当我们在一个事务中执行多个增删改的操作时InnoDB引擎会先操作缓冲池中的数据如果 缓冲区没有对应的数据会通过后台线程将磁盘中的数据加载出来存放在缓冲区中然后将缓冲池中 的数据修改修改后的数据页我们称为脏页。 而脏页则会在一定的时机通过后台线程刷新到磁盘 中从而保证缓冲区与磁盘的数据一致。 而缓冲区的脏页数据并不是实时刷新的而是一段时间之后 将缓冲区的数据刷新到磁盘中假如刷新到磁盘的过程出错了而提示给用户事务提交成功而数据却 没有持久化下来这就出现问题了没有保证事务的持久性。

那么如何解决上述的问题呢 在InnoDB中提供了一份日志 redo log接下来我们再来分析一 下通过redolog如何解决这个问题。

有了redolog之后当对缓冲区的数据进行增删改之后会首先将操作的数据页的变化记录在redo log buffer中。在事务提交时会将redo log buffer中的数据刷新到redo log磁盘文件中。 过一段时间之后如果刷新缓冲区的脏页到磁盘时发生错误此时就可以借助于redo log进行数据 恢复这样就保证了事务的持久性。 而如果脏页成功刷新到磁盘 或 或者涉及到的数据已经落盘此 时redolog就没有作用了就可以删除了所以存在的两个redolog文件是循环写的。 那为什么每一次提交事务要刷新redo log 到磁盘中呢而不是直接将buffer pool中的脏页刷新 到磁盘呢 ?

因为在业务操作中我们操作数据一般都是随机读写磁盘的而不是顺序读写磁盘。 而redo log在 往磁盘文件中写入数据由于是日志文件所以都是顺序写的。顺序写的效率要远大于随机写。 这 种先写日志的方式称之为 WALWrite-Ahead Logging。

1.3undo log

回滚日志用于记录数据被修改前的信息 , 作用包含两个 : 提供回滚(保证事务的原子性) 和 MVCC(多版本并发控制) 。

undo log和redo log记录物理日志不一样它是逻辑日志。可以认为当delete一条记录时undo log中会记录一条对应的insert记录反之亦然当update一条记录时它记录一条对应相反的 update记录。当执行rollback时就可以从undo log中的逻辑记录读取到相应的内容并进行回滚。 Undo log销毁undo log在事务执行时产生事务提交时并不会立即删除undo log因为这些 日志可能还用于MVCC。

Undo log存储undo log采用段的方式进行管理和记录存放在前面介绍的 rollback segment 回滚段中内部包含1024个undo log segment。