关于mysql:MySQL-是如何实现-ACID-的

咱们都晓得，事务具备 ACID 四个个性——原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。但你晓得 MySQL 是通过什么技术手段来实现的吗？

ACID 简介

先来简略回顾一下 ACID 的定义：

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

一致性 ：事务开始前和事务完结后，数据库的完整性没有被毁坏。即写入的数据必须完全符合所有的预设束缚、触发器、级联回滚等。

隔离性 ：多个事务并发执行时，一个事务的执行不应影响其余事务的执行。

持久性 ：已被提交的事务对数据库的批改应该永恒保留在数据库中。即便零碎挂了，数据也不会丢。

咱们依照：持久性 -> 原子性 -> 隔离性 -> 一致性 的程序来探讨。

PS：本文基于 InnoDB

持久性

咱们晓得程序修改数据的时候，是先将数据从磁盘加载到内存，而后批改完再由内存写回磁盘。长久化其实就是将内存里的数据写入磁盘。因而，持久性的要害就在于如何保证数据能够由内存顺利写入磁盘。

咱们有以下几个计划：

计划一：

1. 加载数据到内存
2. 批改内存
3. 而后写回磁盘
4. 提交事务

计划二：

1. 加载数据到内存
2. 批改内存
3. 提交事务
4. 后盾写回磁盘

第一种计划，靠谱是靠谱，但性能太低，会重大连累 MySQL 的吞吐量。

第二种计划尽管性能上来了，但如果在第四步时宕机了，而零碎认为事务已提交，这时候就会失落数据了。

那怎么办呢？MySQL 给出的计划是 WAL（Write Ahead Log）机制。WAL 翻译过去就是先写日志的意思。这个日志就是 redo log。具体做法是：

1. 加载数据到内存
2. 批改内存
3. 写入 redo log
4. 提交事务
5. 后盾写回磁盘

如果第五步时零碎宕机，也能够通过 redo log 来复原。

你可能有疑难：写入 redo log 不也有磁盘 I/O 吗？这不是脱了那啥再那啥，多此一举吗？写 redo log 和写表的区别就在于随机写和程序写。MySQL 的表数据是随机存储在磁盘中的，而 redo log 是一块固定大小的间断空间。而磁盘程序写入要比随机写入快几个数量级。

因而，这种计划即保障了数据的平安，性能上也可能承受。

原子性

如果一个事务做了如下操作：

1. 插入一条数据 insert into user values(‘1′,’ 小刘 ’,’18’)
2. 更新一条数据 update user set name = ‘ 小水 ’ where id = 2
3. 删除一条数据 delete from user where id = 3

依据原子性的规定，这三个操作要么都胜利，要么都失败。那么问题就来了，如何保障 3 失败的状况下，让 1，2 也回退呢？

答案就是 undo log。

每个事务操作（增删改）都会记录一条与之对应的 undo log：

1. insert 记录插入的主键，回滚则依据该主键删除记录
2. update 记录记录主键和被批改列的以后值，回滚则依据主键和之前的值笼罩
3. delete 为记录增加删除标记，即 MySQL 外部的逻辑删除，回滚依据主键复原

隔离性

数据库事务有四种隔离级别，不同的级别可能会呈现各种各样的问题（脏读、幻读、不可反复读），关系如下：

MySQL 中 RR 级别曾经解决了幻读问题。

并发的状况才须要隔离，而并发有三种组合：

1. 读读
2. 读写
3. 写写

「读读」的状况，不须要隔离；「读写」通过 MVCC 隔离；「写写」只能通过锁来隔离。

MVCC（Multi Version Concurrency Control，多版本并发管制）作用于 RC 和 RR 级别。能够为事务中的读操作创立一个快照（Readview），从而来防止被其余事务烦扰。

RC 级别下，一个事务中的每次（同参数）读都会创立一个 Readview。

RR 级别下，一个事务中只在第一次读时创立 Readview，前面再次读，依然读取该 Readview。

「写写」的状况通过三种锁来实现隔离：Record Lock、Gap Lock 和 Next Key Lock（前两者的组合）。

Record Lock 锁住一条数据，从而使其余事务无奈批改和删除；Gap Lock 锁住一个范畴，从而使其余事务不能在该区间插入数据；Next Key Lock 锁住具体数据和区间，从而使其余事务无奈更新、删除和在该区间插入数据。

MVCC + 锁 使得 MySQL 在 RR 级别防止了幻读问题。

一致性

很多人聊到一致性，很喜爱拿转账的业务举例，但这显著是原子性的领域——A 账户扣钱，B 账户加钱，两个 Update 操作，要么都胜利，要么都失败。

一致性更偏重是，数据的完整性：主外键束缚、惟一索引、列残缺等。MySQL 中保障一致性次要靠 CR（Crash Recovery）和 DWB（Doublewrite Buffer）来保障的。

这两个个性比较复杂，一篇文章基本讲不完，如果你感兴趣能够去看官网文档，或者留言通知我，我来安顿。

最初

一致性是一个比拟非凡的存在，它和原子性、隔离性有一层「你中有我，我中有你」的暧昧关系。比方转账的业务场景，如果说它属于一致性的领域，也可能说得通，能够叫「用户自定义一致性」；另外，隔离性使得事务之间互不影响的最终成果也是保障了数据的统一。