高性能MySQL -MySQL架构，MVCC多版本并发控制和一些基本概念

内容源于《高性能MySQL》

一、MySQL逻辑架构

架构图：

最上层不是Mysql独有的， 比如连接处理，授权认证， 安全 等等
第二层核心服务功能，包括查询解析，分析，优化，缓存以及所有内置函数，存储过程，触发器，视图等都在这层实现
第三层 存储引擎，存储引擎API包含几十个底层函数

二、优化与执行
什么是优化： MySQL解析查询，并创建内部数据结构（解析树），然后对其进行各种优化，包括重写查询，决定表的读取顺序，以及选择合适的索引等。 （用户可以通过特殊的关键字提示优化器，影响它的决策过程。也可以请求优化器解释优化过程的各个因素）

三、并发控制
采用读写锁来进行并发控制，提高并发性的方式就是让锁定的对象更有选择性，只锁定部分数据，而不是所有的资源，这就是锁粒度要考虑的问题。

表锁：MySQL最基本的锁策略，开销最小的策略。它会锁定整张表，用户对表进行写操作前，先获得写锁，这会阻塞其他用户对该表的所有读写操作。只有没有写锁时，其他读取用户才能获得读锁，读锁之间是不相互阻塞的。

行级锁：行级锁可以最大程度地支持并发处理（最大锁开销），InnoDB和XtraDB，还有其他一些存储引擎中实现了行级锁，行级锁只在存储引擎层实现，而MySQL服务器层没有实现。

四、事务
事务这个概念比较基础，就不过多介绍。 记住一句话要么都做，要么都不做的。 还有ACID四大特征：原子性，一致性（从一个一致性的状态转换到另一个一致性的状态），隔离性，持久性。

五、隔离级别
四种隔离级别
1. READ UNCOMMITED(未提交读)
其他事物可以读取未提交数据，会导致脏读（读脏数据），这种会导致很多问题，一般不采用。
2. READ COMMITED(提交读)
事务提交之前，所做的任何修改对其他事务不可见，也叫不可重复读，同一个事务执行两次相同的查询，可能得到不一样的结果。
3. REPEATABLE READ(可重复读)
保证了在同一个事务中多次读取同样记录的结果是一致的。但无法解决幻读问题。即当某个事务在读取范围内的记录时，另外一个事务又在该范围内插入了新纪录，导致之前的事务再次读取时，产生幻行。
4. SERIALIZABLE（可串行化）
最高的隔离级别，通过加锁确保数据的一致性。

看到这里的时候很容易产生一个困惑，可重复读和幻读怎么感觉没区别，实际上区别是：
1.可重复读是指一个事务查询了数据，另一个事务提交了对这个数据的修改，于是再次读取数据的时候就出现了重复读的问题。例如，一个编辑人员两次读取同一文档，但在两次读取之间，作者重写了该文档。
2.幻读则是一个事务修改了数据表，另一个数据插入了一条新数据，导致出现幻行。例如，一个编辑人员更改作者提交的文档，但当生产部门将其更改内容合并到该文档的主复本时，发现作者已将未编辑的新材料添加到该文档中。

六、死锁
1. 多个事务不同顺序锁定资源时，会产生死锁，
2. 多个事务同时锁定同一个资源，产生死锁。
InnoDB目前处理死锁的方法是，将持有最小行级排他锁的事务进行回滚（相对比较简单的死锁回滚方法）
越复杂的系统，越能检测到死锁的循环依赖，并立即返回一个错误，否则会导致出现非常慢的查询。

七、MySQL中的事务
MySQL 提供了两种事务型的存储引擎：InnoDB 和 NDB Cluster
MySQL默认采用自动提交模式，即每个查询都被当做一个事务执行提交操作。另外有一些命令在执行之前会强制执行commit提交，比如ALTER TABLE。

MySQL服务层不管理事务，事务是由下层的存储引擎实现的，所以同一个事务中，使用多种存储引擎是不可靠的。

InnoDB采用的是两阶段锁定协议，事务执行过程中，随时可以锁定，锁只有在执行commit或者rollback的时候才会释放，并且同一个时刻被释放。

八、多版本并发控制MVCC
MySQL的大多数事务型存储引擎都不是简单的行级锁。各大数据库基本都采用MVCC，但不尽相同。

InnoDB的简化版：（MVCC实现原理）
在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现，一个保存了行的创建版本号，一个保存行的过期版本号（删除版本号）。

版本号：
1. 系统版本号：每开始一个新的事务，系统版本号就会自动增加
2. 事务版本号：事务开始时刻的系统版本号

当执行select操作时候：
1. 只查找版本早于当前事务版本的数据行。 确保事务读取的行，在事务开始之前就存在的，或者是事务自身插入或者修改过的。
2. 行的删除版本号要么未定义，要么大于当前事务版本号。 确保事务查询到的行，在事务开始之前没被删除。

insert操作：
为新插入的每一行保存当前系统版本号为行创建版本号。

delete操作：
为删除的行保存当前系统版本号作为行删除版本号。

update操作：
为插入一行新数据保存当前版本号作为该新行行创建版本号，同时保存当前系统版本号到原来的行作为行删除版本号。

可见update = delete+insert

采用MVCC这个原理，大多操作可以不用加锁，使得读数据操作简单，性能好，缺点是额外的存储空间消耗，更多的行检查和维护工作。MVCC只能在REPEATABLE READ 和READ COMMITTED两个隔离级别下工作。其他两个隔离级别跟MVCC不兼容。