初识Mysql

知道Mysql很多年了，也用了很多年了，但是没有真正深入了解过，这次开始通过《高性能Mysql》学习Mysql，下面的内容大部分来自这本书。

MySql的架构

Mysql架构图

虽然我们经常叫Mysql是数据库，但是通过这张图应该能清楚，它是数据库管理系统，虽然都可以简称为数据库，但是功能上有差别的。

从图上我们知道Mysql分为3层架构:

1. 第一层线程服务，用来接受处理访问mysql的请求
2. 第二层是Mysql的核心服务，提供查询解析、分析、优化等功能
3. 第三层是储存引擎，引擎主要负责数据读写，Mysql通过接口方式与引擎进行通信，这样就可以根据不同的需求使用不同的引擎。

并发控制

并发控制通过名字就能知道是用来处理并发的，当多个请求同时使用同一个资源时，就需要并发控制，来避免资源的数据发生错误。

锁

锁是处理并发的基本工具，在Mysql中有两种锁类别，一种叫读锁，也叫做共享锁，一种叫做写锁，也叫做排他锁。

读锁(共享锁)

当一个请求是读操作时，会获得一个读锁，当其他请求也是读操作时，会共享这个锁，互相不阻塞。在读锁释放前，无法获取写锁。

写锁(排他锁)

当一个请求是写操作时(增，删，改)，会获取一个写锁，这时候其他线程无论是读操作还是写操作，都会被阻塞。

锁粒度

锁粒度是用来决定锁的资源大小，范围太大，会导致并发性能变低，范围太小会导致系统资源占用过大。

表锁

表锁是Mysql最基本的锁策略，并且是开销最小的策略。他会锁定整张表，当有人对这张表读操作时，会获得一个读锁，会将整张表锁住，当有另外也是读操作时，可以共享读锁进行读操作，但是如果写操作，就需要等读锁释放后，才能获得写锁。写锁比读锁高优先级，所以如果两个请求分别是写和读，那么写会先执行。

尽管存储引擎可以管理自己的锁，Mysql本身还是可以使用各种有效的表锁来实现不同的目的。
例如:Alter Table之类的语句会使用表锁，而忽略存储引擎的锁机制。所以如果在一张大表中使用Alter Table要慎重，因为会影响整体服务并发性能。

行锁

行锁可以最大程度地支持并发处理，并且是开销最大的策略。通过语义可以知道，是针对行的锁，在InnoDB和一些存储引擎中有实现行锁。行锁只在存储引擎中实现，Mysql服务器层没有实现。

事务

事务是一个独立工作单元，在单元中包含着一组任务，要么都成功，要么都失败。

ACID

1. 原子性(atomicity)
   一个事务必须被当成一个原子，不可被分割，要么都成功，要么都失败。

2. 一致性(consistency)
   数据库总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态。我对一致性的理解是数据库里的数据永远都是正确的。事务失败和系统崩溃不会导致数据中有脏数据。

3. 隔离性(isolation)
   通常来说，一个事务所做的修改在最终提交以前，对其他事务是不可见的。但是不同的隔离级别，对于隔离性的要求是不同的。

4. 持久性(durability)
   一旦事务提交，则其所做的修改就会永久保存到数据库中.

一个运行良好的事务处理系统，必须满足ACID。

隔离级别

在SQL标准中定义了四种隔离级别，每一种级别都规定了一个事务所做的修改，哪些在事务内和事务间是可见的。降低级别低的隔离通常可以获得更好的并发，系统的开销也更低。

在Mysql中，可以通过select @@global.tx_isolation,@@tx_isolation;来查看当前的隔离级别

READ UNCOMMITTED(未提交读)

在该级别中，即使事务还没有提交，其他事务也能读取到没有提交的数据，这也被称为脏读。如果该事务失败了，其他事务就会读到在数据库不存在的数据。这个级别在实际应用中很少应用。

READ COMMITTED(提交读)

一个事务在提交前，所做的任何修改，在其他事务中都无法可见的。但是同一个事务的两次读取数据，可能获取不同的数据，因为第二次读取数据前，另一个事务已经添加一个在范围内增加一条记录，并且提交了。所以该级别也称为不可重复读（nonrepeatable read)

REPEATABLE READ(可重复读)

该级别是Mysql的默认隔离级别，该级别解决了脏读的问题，也保证了同一个事务中多次读取到记录的结果是一样的。但是理论上，该级别解决不了幻读的问题。所谓幻读是指当某个事务在读取某个范围内的记录时，另外一个事务又在该范围中插入一条新的新的记录，当之前事务再次读取该范围的记录时，就会出现幻行。所谓幻行，就是在当前事务读取不到，但是他却真实存在，会导致无法在当前事务再插入同样的记录。

事务1

事务2

在事务1，因为在事务2中因为已经插入一条记录，但是在事务1中却无法读取到，并且也无法插入，整个事务已经无法继续执行下去了，只能全部回滚了。

SEARIALIABLE(可串行化)

该级别是最高的级别，他通过强制事务串行执行，避免了前面说的幻读。也就是把所有涉及的行，全部加了锁，所以其他事务就无法对相关的资源进行操作了，这样就能避免幻行，但是并行性能非常差，除非有特殊场景，不然很少用到该隔离级别。

死锁

既然有锁，就有可能造成死锁，死锁就是多个事务对同一资源相互占用，从而造成恶性循环的现象。

begin;
update user set name="robinwu1" wehre id=1;
update user set name="robinwu2" where id=2;
commit;

begin;
update user set name="robinwu2" wehre id=2;
update user set name="robinwu1" where id=1;
commit;

事务1

事务2

在上面的例子中，当两个事务中在执行了第一行语句后，分别占用id=1和id=2的行，这时候在第二行语句想去修改对方事务占用的行，就会造成死锁。

锁的行为和顺序是和存储引擎相关的。以同样的循序执行语句，有些存储引擎会造成死锁，有些不会。
我的环境是Mysql，InnoDB，在执行上述语句时会造成死锁，但是很快就会检测到死锁，然后让其中一个事务报错，自动结束事务。

多版本并发控制（MVCC）

多版本并发控制的实现通过保存数据的在某个时刻的快照来实现的。通过该技术方案可以解决幻读的问题。该配置只能在REPEATABLE READ和READ COMMITTED两个隔离级别下工作。

存储引擎

因为Mysql是通过接口的方式跟引擎进行通信，那么我们就根据不同的需求使用不同的存储引擎，但是不建议不同的表使用不同存储引擎。

MyISAM

在Mysql 5.1及以前的版本，是默认的存储引擎。

优点:

1. 提供全文索引、压缩、空间函数等功能
2. 占用空间大小比较小

缺点:

1. 不支持事务和行级锁
2. 崩溃后数据难恢复

InnoDB

InnoDB是Mysql默认的事务性引擎，也是目前使用最广泛的存储引擎。

优点:

1. 支持事务和行级锁
2. 并发性能高
3. 可以实现热备份
4. 崩溃后很容易恢复数据

缺点:

1. 对硬件性能要求比较高
2. 占用空间大小比较大

其他引擎

还有很多其他引擎，包括官方的和非官方，我也不是很了解，所以就不在这边说了。

结尾

初识Mysql，只能整理出自己觉得挺重要的，并且理解的一些点。当然还有很多细节，我会在后面的阅读中整理出来。或许等我看完整本书后，会有其他的理解。