MySQL事务的实现原理

参考链接：
https://www.jianshu.com/p/f3de03854a68（推荐）
https://blog.51cto.com/14230003/2466408
https://blog.csdn.net/star1210644725/article/details/96829608
https://blog.csdn.net/fl63zv9zou86950w/article/details/105524982
（持久性实现详解）
https://www.cnblogs.com/awan-note/p/12584757.html
（跟面试官聊实现）
https://www.cnblogs.com/leedaily/p/8378779.html
（推荐，InnoDB锁和隔离性实现写的很好）

考虑面试时候要谈些有深度的问题，于是总结了一下事务的实现。

1、原子性的实现

InnoDB 引擎使用 undo log（归滚日志）来保证原子性操作，你对数据库的每一条数据的改动（INSERT、DELETE、UPDATE）都会被记录到 undo log 中，比如以下这些操作：

你插入一条记录时，至少要把这条记录的主键值记下来，之后回滚的时候只需要把这个主键值对应的记录删掉就好了。
你删除了一条记录，至少要把这条记录中的内容都记下来，这样之后回滚时再把由这些内容组成的记录插入到表中就好了。
你修改了一条记录，至少要把修改这条记录前的旧值都记录下来，这样之后回滚时再把这条记录更新为旧值就好了。
当事务执行失败或者调用了 rollback 方法时，就会触发回滚事件，利用 undo log 中记录将数据回滚到修改之前的样子

2、隔离性实现

对于使用READ UNCOMMITTED隔离级别的事务来说，直接读取记录的最新版本就好了，对于使用SERIALIZABLE隔离级别的事务来说，使用加锁的方式来访问记录。对于使用READ COMMITTED和REPEATABLE READ隔离级别的事务来说，就需要用到MVCC的版本链了。
也就是说利用锁和 MVCC 机制来实现了隔离性。这里简单的介绍一下 MVCC 机制，也叫多版本并发控制，在使用 READ COMMITTD、REPEATABLE READ 这两种隔离级别的事务下，每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作，就会形成一个版本链，在执行普通的 SELECT 操作时访问记录的版本链的过程，这样子可以使不同事务的读-写、写-读操作并发执行，从而提升系统性能。
重点区别在于
READ COMMITTED --- 每次读取数据前都生成一个ReadView
REPEATABLE READ ---在第一次读取数据时生成一个ReadView
推荐博文：
https://www.cnblogs.com/leedaily/p/8378779.html

3、一致性的实现

分为两个层面来说。
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。例如，原子性无法保证，显然一致性也无法保证。

但是，如果你在事务里故意写出违反约束的代码，一致性还是无法保证的。例如，你在转账的例子中，你的代码里故意不给B账户加钱，那一致性还是无法保证。因此，还必须从应用层角度考虑。

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！

4、持久性的实现

要保证持久性很简单，就是每次事务提交的时候，都将数据刷磁盘上，这样一定保证了安全性，但是要知道如果每次事务提交都将数据写入到磁盘的话，频繁的 IO 操作，成本太高，数据库的性能极低，所以这种方式不可取。

InnoDB 引擎引入了一个中间层来解决这个持久性的问题，我们把这个叫做 redo log（归档日志）。

redo log持久化过程

为什么要引入 redo log？redo log 可以保证持久化又可以保证数据库的性能，相比于直接刷盘，redo log 有以下两个优势：

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。
InnoDB 引擎是怎么做的？当有一条记录需要更新的时候，InnoDB 引擎就会先把记录写到 redo log 里面，并更新内存，这个时候更新就算完成了。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。