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事务

事务特性（ACID）

1. 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。
2. 一致性（Consistency）：事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态。
3. 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。
4. 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。

可以借助转账场景为例进行说明:
A 向 B 转账 500，转账成功，A 扣除 500 元，B 增加 500 元，原子操作体现在要么都成功，要么都失败
在转账的过程中，数据要一致，A 扣除了 500，B 必须增加 500
在转账的过程中，隔离性体现在 A 向 B 转账，不能受其他事务干扰
在转账的过程中，持久性体现在事务提交后，要把数据持久化（可以说是落盘操作）

并发事务-隔离级别

并发事务存在的问题：

问题	描述
脏读	一个事务读到另外一个事务还没有提交的数据。
不可重复读	一个事务先后读取同一条记录，但两次读取的数据不同，称之为不可重复读。
幻读	一个事务按照条件查询数据时，没有对应的数据行，但是在插入数据时，又发现这行数据已经存在，好像出现了”幻影”。

解决方法：事务隔离

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
Read uncommitted 未提交读	√	√	√
Read committed 读已提交	×	√	√
Repeatable Read(默认) 可重复读	×	×	√
Serializable 串行化	×	×	×

注意：事务隔离级别越高，数据越安全，但是性能越低。

Undolog 和 Redolog 的区别

1. redolog：记录的是数据页的物理变化，服务宕机可用来同步数据
2. undolog：记录的是逻辑日志，当事务回滚时，通过逆操作恢复原来的数据
3. redolog：保证了事务的持久性，undo log 保证了事务的原子性和一致性

缓冲池（buffer pool）：主内存中的一个区域，里面可以缓存磁盘上经常操作的真实数据，在执行增删改查操作时，先操作缓冲池中的数据（若缓冲池没有数据，则从磁盘加载并缓存），以一定频率刷新到磁盘，从而减少磁盘 IO，加快处理速度
数据页（page）：是 lnnoDB 存储引擎磁盘管理的最小单元，每个页的大小默认为 16KB。页中存储的是行数据

Redo 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。

Undo 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 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 可以实现事务的一致性和原子性

事务中的隔离性保证（MVCC）

MySQL中的多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突

1. 隐藏字段：
   ① trx_id(事务id)，记录每一次操作的事务id，是自增的
   ② roll_pointer(回滚指针)，指向上一个版本的事务版本记录地址
2. undo log:
   ①回滚日志，存储老版本数据
   ②版本链：多个事务并行操作某一行记录，记录不同事务修改数据的版本，通过roll_pointer指针形成一个链表
3. readView解决的是一个事务查询选择版本的问题
   • 根据readView的匹配规则和当前的一些事务id判断该访问那个版本的数据
   • 不同的隔离级别快照读是不一样的，最终的访问的结果不一样
     • RC：每一次执行快照读时生成ReadView
     • RR：仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用

锁：排他锁（如一个事务获取了一个数据行的排他锁，其他事务就不能再获取该行的其他锁）
mvcc:多版本并发控制

MVCC

全称 Multi-VersionConcurrencyControl，多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突 MVCC 的具体实现，主要依赖于数据库记录中的隐式字段、undolog 日志、readView。

不同事务或相同事务对同一条记录进行修改，会导致该记录的 undolog 生成一条记录版本链表，链表的头部是最新的日记录，链表尾部是最早的旧记录。

1. readview
   ReadView（读视图）是快照读 SQL 执行时 MVCC 提取数据的依据，记录并维护系统当前活跃的事务（未提交的）id。
2. 当前读
   卖取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。对于我们日常的操作，如：select . lock in share mode(共享锁)，select … for update、update、insert、delete(排他锁)都是一种当前读。
3. 快照读
   简单的 select（不加锁）就是快照读，快照读，读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史数据，不加锁，是非阻塞读。Read Committed：每次 select，都生成一个快照读。
   RepeatableRead：开启事务后第一个 select 语句才是快照读的地方。