Mysql四种事务隔离级别实现
事务四个基本特性实现
事务具有原子性、一致性、隔离性和持久性。不同事务的实现所对应四个特性的实现方式略有不同。
原子性实现
事务是并发控制的最小单位，如果无法保证原子性，就无法保证一个事务的所有操作都被执行完成。原子性是通过事务回滚机制保证，undo log实现了事务回滚。
在执行update/delete/insert跟更新操作时，会对应生成update/insert/delete相反的更新undo log日志，在部分事务执行失败的时候，使用undo log日志将已经执行的更新操作回滚，保证了事务的原子性。
持久性实现
持久性是指已经更新的操作会被记录在磁盘上，即使机器宕机，更新结果也依然不会丢失。
问题引出：
MySQL数据存储在磁盘上，频繁读取I/O效率低，所以一般会在加一层缓冲区，通过缓冲区读取数据过程：
读数据：先尝试从缓冲区读取数据，缓冲区数据不存在，从磁盘读数据，并将读到的数据更新到缓冲区。
写数据：先将数据写入到缓冲区，缓冲区的数据定时刷新到磁盘中。
使用缓冲区写数据时，由于数据不是实时写入到磁盘，在更新的数据没有刷新到磁盘期间宕机会造成数据丢失，mysql使用了redo log解决该问题。redo log日志记录了所有更新操作，每更新一条记录，都会生成一个redo log日志，并将redo log日志写入磁盘，redo生成过程。
mysql 写盘有两个buffer，第一个时mysql 自己设置的log buffer，另外一个时os和磁盘间buffer,可以通过innodb_flush_log_at_trx_commit设置redo log刷盘时间。
值为0：每秒调用flush命令将redo log从log buffer 写到os_cache，同时调用fsync()将os_cache的redo log刷新到磁盘中；
值为1：默认，每次事务提交后都将redo log 写入log buffer，然后同步刷新到磁盘；
值为2，每次事务提交后都将redo log写入到 log buffer 中，然后每隔一秒将os_cache中redo log写入到磁盘中。值为1和值为2，宕机都有可能造成数据丢失不能回复。
虽然redo log也需要写盘，有IO消耗，数据刷新以页为单位，每个页默认大小为16kb，即使页中跟新非常少的数据，也需要将这个页写回磁盘，redo log 只记录更新的日志，需要刷盘的数据更小。
redo log主要用于机器宕机数据恢复，回复过程由mysql自动执行，bin log可以基于某个时间点对数据进行恢复，同时，bin log也用于主从复制。
隔离性
隔离性主要是指两个事务并行执行，彼此之间相互干扰。最高级别的隔离是串行化。锁+MVCC（读快照）是实现事务隔离级。
锁：控制实现一个事务写操作对其他事务写操作的影响，防止写覆盖。
MVCC（读快照）：控制一个事务写操作对其它事务读操作影响。
首先需要明确，在RU、RC和RR隔离级别下，所有更新操作都会隐式枷锁，加锁解决了写覆盖。
在并发读取表中数据时，可能会出现脏读、不可重读和幻读三种情况。
脏读：读了别人没有提交的数据。
不可重复读：指读取同一条数据，前后数据不一致，由update引起。
幻读：读取一个范围内的数据，读取的数量不一致，由insert/update组成。
通过设置不同的隔离级别可以避免不安全读情况的发生，根据自己的应用场景选择不同隔离级别。
√：表示可能发生，X：表示能够避免
| 脏读 | 不可重复读 | 幻读 | |
|---|---|---|---|
| 读为提交 | √ | √ | √ |
| 读已提交 | x | √ | √ |
| 可重复读 | x | x | √ |
| 串行化 | x | x | x |
MVCC只在RC和RR级别工作，在RU情况的下读模式是当前读，不会创建快照信息，在searial模式下时对所有读取的行枷锁。在RC和RR模式下，读是快照读（ select… in share modehe 和select …for udapte时当前读，除外），update/delete和insert都是当前读。
MVCC实现原理：https://blog.csdn.net/huhu123444/article/details/122036671
一致性
原子性、持久性和隔离性合起来共同保证了一致性，也是事务要达到的目标，修改之间满足各种约束的，修改之后也依然满足各种约束，业务上从一个A账户转账到B账户，最终应该保证A扣除金额和B增加金额相等。
读未提交（read uncommited）实现
执行当前读，读取数据的最新记录。除了读未提交隔离别下，select 操作时执行当前读，执行当前读的语句还有（RU、RC和RR都是）：
1 update ...
2 insert ...
3 delete...
4 select ... for update /lock in share mode。
因为要对数据进行更新，所以要获得元素最新值。
读已提交（read commited）实现
在执行查询时，根据生成的read view中的所有活跃事务id和undo log链中每条记录事务版本号进行比较，判断数据可见性。
MVCC实现读已提交：https://blog.csdn.net/huhu123444/article/details/122036671
可重复读（read repeatable）实现
RC级别下，每次查询数据会生成一个新的readView，所以无法保证可重复读。RR级别下，除了使用MVCC，在创建事务的时候，使用trx_assign_read_view函数会创建一个global read view，每次查询都使用同一个read view，保证了可重复读。可见性判断规则和RC级别一样。
MVCC实现可重复读：https://blog.csdn.net/huhu123444/article/details/122036671
串行化（Searial）实现
在读取数据时，对整个表加共享锁；在执行更细操作时，对整个表加排他锁。