一、事务

定义：一组操作要么全部成功，要么全部失败，目的是为了保证数据最终的一致性

在MySQL中，提供了一系列事务相关的命令：

• start transaction | begin | begin work：开启一个事务
• commit：提交一个事务
• rollback：回滚一个事务

事务的ACID

• 原子性（Atomicity）：当前事务操作要么同时成功，要么同时失败。原子性由undo log日志来保证
• 一致性（Consistency）：使用事务的最终目的，由其他三个特性保证
• 隔离性（Isolation）：事务并发执行时，内部操作互不干扰。InnoDB中隔离性由各种锁和MVCC保证
• 持久性（Durability）：一旦提交事务，它对数据的改变是永久性的。持久性由redo log日志来保证

事务的隔离级别

• read uncommit（读未提交）：处于该隔离级别的数据库，脏读、不可重复读、幻读问题都有可能发生
• read commit（读已提交）：处于该隔离级别的数据库，解决了脏读问题，不可重复读、幻读问题依旧存在
• repeatable read（可重复读）：处于该隔离级别的数据库，解决了脏读、不可重复读问题，幻读问题依旧存在
• serializable（串行）：处于该隔离级别的数据库，以上问题全部解决

脏读、幻读、不可重复读问题

脏读：读取到其他事务未提交的数据，由于数据还没提交，因此可能产生回滚
 

幻读：主要针对插入删除操作来说，比如事务A对全部数据的某一字段做了修改并提交，若事务A提交前，事务B插入了一条数据，事务A再次查询会发现存在修改未生效的数据，如同幻觉
 

不可重复读：多次读取同一数据得到不同结果

区别：

1. 脏读重在指一个事务读到了其他事务未提交的数据。
2. 不可重复读主要在于一个事务中多次读到同一条数据，但前后读到的结果不一样，这是因为其他事务对数据进行修改并提交导致。
3. 幻读则是因为被其他事务插入或者删除的数据影响，一个事务内同样条件的数据记录变多或者变少了。

MVCC

MVCC机制的全称为Multi-Version Concurrency Control，即多版本并发控制技术，主要是为了提升数据库并发性能而设计的，其中采用更好的方式处理了读-写并发冲突，做到即使有读写冲突时，也可以不加锁解决，从而确保了任何时刻的读操作都是非阻塞的。

对于使用 InnoDB 存储引擎的数据库表，它的聚簇索引记录中都包含下面两个隐藏列：

• trx_id，当一个事务对某条聚簇索引记录进行改动时，就会把该事务的事务 id 记录在 trx_id 隐藏列里；
• roll_pointer，每次对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把旧版本的记录写入到 undo 日志中，然后这个隐藏列是个指针，指向每一个旧版本记录，于是就可以通过它找到修改前的记录。

InnoDB 里面每个事务有一个唯一的事务 ID，叫作 transaction id。它是在事务开始的时候向 InnoDB 的事务系统申请的，是按申请顺序严格递增的。

MCC的多版本主要依赖Undo-log日志来实现，而并发控制则通过表的隐藏字段+ReadView快照来实现，通过Undo-log日志、隐藏字段、ReadView快照，就实现了MVCC机制

MySQL中的日志

undo日志

undo log 有两个作用：提供回滚和多个行版本控制(MVCC)
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。

• 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。
• 在应用到行版本控制的时候，也是通过undo log来实现的：当读取的某一行被其他事务锁定时，它可以从undo log中分析出该行记录以前的数据是什么，从而提供该行版本信息，让用户实现非锁定一致性读取。
• undo log是采用段(segment)的方式来记录的，每个undo操作在记录的时候占用一个undo log segment
• undo log也会产生redo log，因为undo log也要实现持久性保护。
• undo 日志一般会在事务提交时被删除，但是如果 undo 日志为 MVCC 服务 则暂时保留
• 一个事务会产生多个 undo 日志，mysql有专门的 undo 页 保存 undo 日志。innodb 会为每一个事务单独分配 undo 页链表（最多分配 4 个链表）

redo日志

InnoDB独有，用于MySQL崩溃后重启时的数据恢复
更新表数据的时候，如果发现 Buffer Pool 里存在要更新的数据，就直接在 Buffer Pool 里更新。然后会把“在某个数据页上做了什么修改”记录到重做日志缓存（redo log buffer）里，接着刷盘到 redo log 文件里。

刷盘时机

InnoDB 存储引擎为 redo log 的刷盘策略提供了 innodb_flush_log_at_trx_commit 参数（默认1），它支持三种策略

1. 设置为0的时候，表示每次事务提交时不进行刷盘操作，只是保留在 redo log buffer中，mysql 崩溃会丢失1s的数据；
2. 设置为1的时候，表示每次事务提交时都将进行刷盘操作（默认值），持久化到磁盘；
3. 设置为2的时候，表示每次事务提交时都只把redo log buffer内容写入page cache（OS Buffer），OS宕机会丢失1s的数据，因为未进行持久化；

InnoDB 存储引擎有一个后台线程，每隔1秒，就会把 redo log buffer 中的内容写到文件系统缓存（OS Buffer），然后调用 fsync 刷盘。
redo log buffer占用的空间即将达到 innodb_log_buffer_size 一半的时候，后台线程会主动刷盘。

binlog日志

binlog 是归档日志，属于 Server 层的日志，是一个二进制格式的文件，记录内容是语句的原始逻辑，类似于“给 ID=2 这一行的 c 字段加 1”。
不管用什么存储引擎，只要发生了表数据更新，都会产生 binlog 日志。它的主要作用就是数据备份、主从复制。
binlog会记录所有涉及更新数据的逻辑操作，属于逻辑日志，并且是顺序写。

binglog格式

binlog 日志有三种格式，可以通过binlog_format参数指定。

1. statement ：记录的内容是SQL语句原文，存在数据一致性问题；
2. row：记录包含操作的具体数据，能保证同步数据的一致性；
3. mixed：记录的内容是前两者的混合，MySQL会判断这条SQL语句是否可能引起数据不一致：如果是，就用row格式，否则就用statement格式。</