mysql acid_Mysql中ACID的原理

原子性 (Atomicity)

原子性是指一个事务是一个不可分割的工作单位,其中的操作要么都做,要么都不做。

隔离性   (Isolation)

隔离性是指多个事务并发执行的时候,事务内部的操作与其他事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能互相干扰。

持久性   (Durability)

持久性是指事务一旦提交,它对数据库的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其有任何影响。

一致性  (Consistency)

一致性是指事务执行前后,数据处于一种合法的状态,这种状态是语义上的而不是语法上的。 这个状态是满足预定的约束就叫做合法的状态,再通俗一点,这状态是由你自己来定义的。满足这个状态,数据就是一致的,不满足这个状态,数据就是不一致的!

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Mysql怎么保证一致性的?

从数据库层面,数据库通过原子性、隔离性、持久性来保证一致性。也就是说ACID四大特性之中,C(一致性)是目的,A(原子性)、I(隔离性)、D(持久性)是手段,是为了保证一致性,数据库提供的手段。数据库必须要实现AID三大特性,才有可能实现一致性。

从应用层面,通过代码判断数据库数据是否有效,然后决定回滚还是提交数据。

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Mysql怎么保证原子性的?

利用Innodb的undo log。

undo log名为回滚日志,是实现原子性的关键,当事务回滚时能够撤销所有已经成功执行的sql语句,他需要记录你要回滚的相应日志信息。

例如

(1)当你delete一条数据的时候,就需要记录这条数据的信息,回滚的时候,insert这条旧数据

(2)当你update一条数据的时候,就需要记录之前的旧值,回滚的时候,根据旧值执行update操作

(3)当年insert一条数据的时候,就需要这条记录的主键,回滚的时候,根据主键执行delete操作

undo log记录了这些回滚需要的信息,当事务执行失败或调用了rollback,导致事务需要回滚,便可以利用undo log中的信息将数据回滚到修改之前的样子。

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Mysql怎么保证持久性的?

利用Innodb的redo log(重做日志)。

正如之前说的,Mysql是先把磁盘上的数据加载到内存中,在内存中对数据进行修改,再刷回磁盘上。如果此时突然宕机,内存中的数据就会丢失。

怎么解决这个问题?

简单啊,事务提交前直接把数据写入磁盘就行啊。

这么做有什么问题?

只修改一个页面里的一个字节,就要将整个页面刷入磁盘,太浪费资源了。毕竟一个页面16kb大小,你只改其中一点点东西,就要将16kb的内容刷入磁盘,听着也不合理。

毕竟一个事务里的SQL可能牵涉到多个数据页的修改,而这些数据页可能不是相邻的,也就是属于随机IO。显然操作随机IO,速度会比较慢。

采用redo log解决上面的问题。当做数据修改的时候,不仅在内存中操作,还会在redo log中记录这次操作。当事务提交的时候,会将redo log日志进行刷盘(redo log一部分在内存中,一部分在磁盘上)。当数据库宕机重启的时候,会将redo log中的内容恢复到数据库中,再根据undo log和binlog内容决定回滚数据还是提交数据。

采用redo log的好处?

redo log进行刷盘比对数据页刷盘效率高,具体表现如下

redo log体积小,毕竟只记录了哪一页修改了啥,因此体积小,刷盘快。

redo log是一直往末尾进行追加,属于顺序IO。效率显然比随机IO来的快。

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Mysql怎么保证隔离性的?

利用的是锁和MVCC机制。

MVCC,即多版本并发控制(Multi Version Concurrency Control),一个行记录数据有多个版本对快照数据,这些快照数据在undo log中。 如果一个事务读取的行正在做DELELE或者UPDATE操作,读取操作不会等行上的锁释放,而是读取该行的快照版本。

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在事务隔离级别为读已提交(Read Commited)时,一个事务能够读到另一个事务已经提交的数据,是不满足隔离性的。但是当事务隔离级别为可重复读(Repeateable Read)中,是满足隔离性的。

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