大家好，我是anyux。本文介紹MySQL存儲引擎InnoDB的核心特性。
事務
事務的核心特性
Atomic原子性
所有語句作為一個單元全部成功執行或全部取消。不能出現中間狀態
Consistent一致性
如果數據庫在事務開始時處於一種狀態，則在執行該事務期間將保留一致狀態
Isolated隔離性
事務之間不相互影響
Durable持久性
事務成功後，所做的所有更改會準確地記錄在數據庫中。所做的更改不會丟失
事務的生命週期(事務控制語句)
如何開啟事務
<code> begin;
或者
start transaction;/<code>
標準事務語句
事務語句就是DML數據操作語句
insert updatedelete
<code> update city set countrycode='CHN' where id=1;
update city set countrycode='CHN' where id=2;
update city set countrycode='CHN' where id=3;/<code>
事務的結束
<code> 確認，提交
commit;
取消，回滾
rollback;/<code>
自動提交機制(autocommit)
https://blog.csdn.net/Lkeven/article/details/87367591
默認情況下, MySQL啟用自動提交模式（變量autocommit為ON）。這意味著,只要你執行DML操作的語句,MySQL會立即隱式提交事務（Implicit Commit）
在 MySQL 命令行的默認設置下，事務都是自動提交的，即執行 SQL 語句後就會馬上執行 COMMIT 操作。因此要顯式地開啟一個事務須使用命令 BEGIN 或 START TRANSACTION，或者執行命令 SET AUTOCOMMIT=0，用來禁止使用當前會話的自動提交。
<code> select @@autocommit;
關閉/開啟 自動提交
set autocommit=0/1;
set session autocommit=0;
全局級別修改後，需要重連後才能生效
set global autocommit=0;
如果要永久生效，在配置文件中修改系統變量。
[mysqld]
autocommit=0/<code>
隱式提交事務的情況
在同一個會話中，開啟了一個事務，未提交，又開啟新的事務，會觸發隱式提交
在同一個會話中，開啟了一事務，未提交，開啟了自動提交，會觸發隱式提交
導致提交的非事務語句：
DDL語句，(alter,create,drop)
DCL語句，(grant,revoke,set password)
鎖定語句，(lock table和unlock table)
事務的ACID如何保證
概念名詞
redo log:重做日誌
ib_logfile0~1 默認50M 輪詢使用
redo log buffer: redo 內存區域
ibd :存儲數據行和索引
data buffer pool:數據緩衝區池，數據和索引的緩衝
LSN:日誌序列號，ibd，redo log，data buffer pool,redo buffer.MySQL每次啟動數據庫，都會比較磁盤數據頁和redlog的LSN,必須要求兩者一致數據庫才能正常啟動
WAL: write ahead log 日誌優先寫的方式實現持久化，日誌是優先於數據寫入磁盤的動作
髒頁：內存髒頁，內存中發生了修改，沒寫入到磁盤之前，把內存頁稱之為髒頁
CKPT:Checkpoint檢查點，將髒頁寫入到磁盤的動作
TXID:事務號，InnoDB會為每一個事務生成一個事務號，伴隨著整個事務
redo重做日誌
作用：重點保證持久性，也在一定程度上保證了原子性，一致性
記錄了什麼：記錄了內存數據頁的變化
- 內存數據的變化
- 提供快速的持久化功能(WAL)
- CSR過程中實現前滾的操作(磁盤數據頁和redo日誌LSN一致)
redo日誌位置
redo的日誌文件：iblogfile0,iblogfile1
redo的buffer:數據頁的變化信息+數據頁當時的LSN號
redo的刷寫策略
commit;
刷寫當前事務的redo buffer到磁盤，還會順便將一部分redo buffer中沒有提交的事務日誌也刷新到磁盤
MySQL:在啟動時，必須保證redo日誌文件和數據文件LSN必須一致，如果不一致就會觸發CSR,最終數據一致
情況一：
我們做了一個事務，begin;update;commit;
1.在begin時，會立即分配一個TXID=tx_01;
2.update時，會將需要修改的數據頁(dp_01,LSN=101),加載到data_buffer中
3.DBWR線程，會進行dp_01數據頁修改更新，並更新LSN=102
4.LOGBWR日誌寫線程，會將dp_01數據頁的變化+LSN+TXID存儲到redobuffer中
5.執行commit時，LGWR日誌寫線程會將refo buffer信息寫入redo log日誌文件中，基於WAL原則，在日誌完全寫入磁盤後，commit命令才執行成功，(會將此日誌打上commit標記)
6.假如此時宕機，內存髒頁沒有來得及寫入磁盤，內存數據全部丟失
7.MySQL再次重啟時，必須要redo log和磁盤數據頁的LSW一致的，但是，此時dp_01,TXID=tx_01磁盤是LSW=101,dp_01,TXID=tx_01,redolog中LSN=102。MySQL此時無法正常啟動，MySQL觸發CSR,在內存追平ckpt,將內存數據頁更新到磁盤，從而保證磁盤數據頁和redlog的LSN一值，這裡MySQL正常啟動
以上的工作過程，稱之為基於redo的"前滾操作"
undo:回滾日誌
作用：在ACID特性中，主要保證A的特性，同時對CI也有一定的功效
1.記錄了數據修改之前的狀態
2.rollback將內存的數據修改恢復到修改之前
3.在CSR看實現未提交數據的回滾操作
4.實現一致性快照，保證MVCC,訊和寫的操作不會互相阻塞
鎖
實現了事務之間的隔離功能，InnoDB中實現的是行級鎖,row-level lock gap next-lock
鎖是為了實現ACID中的C，保證隔離性
讀的隔離級別
隔離級別主要控制的是讀的隔離性
查看默認隔離級別
<code> select @@tx_isolation;/<code>
RU:讀未提交，可髒讀，一般不提交出現
RC：讀已提交，可能出現幻讀，可以防止髒讀
RR：可重複讀(默認級別)，功能是防止幻讀現象，利用的是undo的快照技術+GAP(間隙鎖)+NextLock(下鍵鎖)
SR：可串行化讀，可以防止死鎖，但是併發事務性能差
補充：在RC級別下，可以減輕GAP+NextLock鎖的問題，但是會出現幻讀現象，一般在為了讀一致性會在正常select後添加for update語句。但是，請記住執行完一定要commit否則容易出現鎖等待比較嚴重
RU:給示事務已經創建，但是未提交，類似取2000塊錢還沒有按下確認，此時就查詢，顯示餘額減少2000塊，明顯是錯誤的
設置隔離級別
修改配置文件，以下隔離級別選擇一個,然後重啟服務，後面驗證相應的隔離級別
<code> vim /etc/my.cnf
[mysqld]
未提交讀,RU隔離級別
transaction_isolation=read-uncommitted
已提交讀，RC隔離級別
transcation_isolation=read-committed
可重複讀，RR隔離級別
transcation_isolation=repeatable-read/<code>
此處演示RU隔離級別
開兩個窗口，同時登錄mysql服務器，使用world數據庫。更新操作的命名為A窗口，查詢操作的命名為B窗口。
- B窗口查詢更新前的數據
- A窗口更新，執行更新操作，在內存中更新了，但是未提交到磁盤中
- B窗口查詢事務已創建，查詢更新的數據，在內存中獲取數據，此時內存中的數據與磁盤中數據不同，讀取的內容為髒頁，讀取的行為叫髒讀
- A窗口回滾，rollback回滾數
- B窗口查詢，查詢更新的數據
此處演示RC隔離級別
設置隔離級別操作為RC級別
B窗口查詢更新前的數據
A窗口更新，執行更新操作，在內存中更新了，但是未提交到磁盤中
B窗口查詢事務已創建，但未提交的數據
A窗口提交數據,即將內存中的數據寫入到磁盤中
B窗口查詢更新後，且已提交的數據
A窗口更新，執行更新操作，並提交事務
B窗口查詢更新後，且已提交的數據
RC隔離級別的演示中，可以看出，如果事務沒有被commit，則查詢結果不會改變。提交讀的方式完全可以避免髒讀的產生。
但是，這在非金融行業中完全可以接受。對於金融行業如結算、統計，報表這種要示可以重複讀取數據且保持不變的情況，RC隔離級別不適合。在RC隔離級別中，每一次commit後，查詢的結果都會發生相應的變化，這樣對於金融行業的一些業務不適用，就需要使用了RR隔離級別
演示RR可重複讀演示
設置隔離級別操作為RR級別
B窗口查詢更新前的數據
A窗口更新，執行更新操作，在內存中更新了，但是未提交到磁盤中
B窗口查詢事務已創建，但未提交的數據
A窗口提交數據,即將內存中的數據寫入到磁盤中
B窗口查詢更新後，且已提交的數據
再開一個窗口C查詢數據
在RR隔離級別中，可以看到即使commit提交了數據，寫入磁盤，在B窗口中也不會查詢到已提交的數據，只要B窗口不斷開連接，它查詢的數據永遠是一致的。而在C窗口中，查詢的數據為新的數據。RR模式為最高的隔離級別
這裡利用了MVCC機制，基於undo的快照，MVCC機制會在每個會話開啟時生成一個致性快照，不論表數據怎麼被修改，讀取的永遠都是快照中的數據。多版本併發就是不同會話擁有不同快照，查詢出的信息也不同
RR通過MVCC機制解決了不可重複讀的問題，但是有可以還會出現幻讀現象，可以通過GAP和Next-lock進行避免
演示幻讀
- 創建test表
<code> use test;/<code>
創建數據表，插入數據表
<code> create table test(id int auto_increment primary key,name char(10))engine=innodb charset=utf8;
insert into test values(1,"A"),(2,"B"),(3,"C"),(4,"D");/<code>
查看隔離級別，此時設置為RC隔離級別
<code> select @@tx_isolation;/<code>
- 窗口A 業務需要將id大於2的，name屬性全部修改為x
<code> update test set name='x' where id>2;/<code>
- 窗口B 插入新的數據,並提交
<code> insert into test values(5,'E');
commit;/<code>
- 窗口A ,提交。按照預想的那樣，所有id大於2的name屬性都會被修改為x
<code> commit;/<code>
- 窗口A，查詢數據
<code> select * from test where id>2;/<code>
以上情形，窗口A在批量更新過程中，在窗口B也在更新數據，預想中的數據所有屬性應該為x，實際上卻存在著name為E的記錄。這種情況稱為幻讀
如何避免幻讀現象呢
首先需要使用RR級別，然後使用的列為索引列，但是RR隔離級別也解決不了幻讀現象。需要使用到兩把鎖提供幫助。將從id為2的行開始，將其以後所有的行都進行鎖定，並且不允許插入，更新，刪除操作。如果出現5-8之間為空的id記錄使用GAP鎖，鎖定9到最大值的鎖就稱為Next-lock鎖。GAP和Next-lock就可以防止幻讀
演示RR隔離級別下避免幻讀
注意需要在RR隔離級別下操作
- 創建gap表，並插入數據 use test;
create table gap(id int auto_increment primary key,name char(10))engine=innodb charset=utf8;
insert into gap values(1,"A"),(2,"B"),(3,"C"),(9,"D"); - 窗口A 業務需要將id大於2的，name屬性全部修改為x
<code> update test set name='x' where id>2;/<code>
- 窗口B 插入新的數據
<code> insert into test values(5,'E');/<code>
在更新數據的過程中,語句無法執行,是因為區間鎖的原因.這表明RR級別下,可以通過Next-lock和GAP鎖防止幻讀的出現
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