MySQL-事务总结

一、含义：是数据库操作的最基本单元，是一组不可再分的DML操作，要么同时成功，如果有一个DML操作失败则全部操作失败。

二、事务具有原子性、一致性、隔离性、持久性（ACID）。

• 原子性：事务不可再分割，是最小单位。要么同时成功，要么同时失败。
• 一致性：事务执行前后，使数据从一个合法状态转化为另一种合法状态，合法状态指数据符合业务逻辑。
• 隔离性：多个事务并发执行，彼此之间互不影响。
• 永久性：事务一旦提交，则对数据库的修改是永久性的。

三、事务的开启

• BEGIN或START TRANSACTION

四、事务的提交与回滚

• autocommit为ON时，DML操作默认自动提交。
• DDL和DCL操作自动提交。
• DML操作执行完后，仅修改内存中的记录，需要执行COMMIT把redo日志刷盘，而在内存中的脏页则由MySQL决定何时进行刷盘操作。（注：事务中的每个DML执行完后都会往redo日志缓存中写入redo日志，每个DML执行前直接往undo日志缓存中写入undo日志）
• ROLLBACK：回退该事务之前的操作。

五、事务并发时产生的问题与隔离级别

• 脏写：事务A修改了一条记录，但没有COMMIT，事务B也修改了该条记录，随后事务A ROLLBACK，事务B则COMMIT，则发现记录没有被修改。（注：MySQL所有隔离级别均不允许脏写出现）
• 脏读：事务A修改了一条记录，但没有COMMIT，随后事务B读取了该条记录，然后事务A ROLLBACK，则读取了不存在的记录。
• 不可重复读：事务A按条件读取了一些记录，随后事务B删除或修改了事务A读取出来的全部或部分记录并COMMIT，事务A再次按照前面的条件读取记录，发现部分记录被修改或删除。（在查询条件相等的两次查询中，查询出来的结果不一致）
• 幻读：事务A按条件读取了一些记录，随后事务B插入一些新记录并COMMIT，事务A再次按照前面的条件读取记录，发现多出了事务B插入的新记录。（在查询条件相等的两次查询中，第二次查询的结果出现了在第一次查询中不存在的记录）

SHOW VARIABLES Like 'TRANSACTION_ISOLATION'; #查看隔离级别

#不支持脏写
SET @@SESSION.TRANSACTION_ISOLATION = 'READ-UNCOMMITTED';

#不支持脏写、脏读
SET @@SESSION.TRANSACTION_ISOLATION = 'READ-COMMITTED';

#不支持脏写、脏读、不重复读、幻读（MySQL在该隔离等级利用间隙锁解决幻读问题）
SET @@SESSION.TRANSACTION_ISOLATION = 'REPEATABLE-READ';

#不支持脏写、脏读、不重复读、幻读
SET @@SESSION.TRANSACTION_ISOLATION = 'SERIALIZABLE';

###注意：越往下隔离级别越高，但事务并发性越差

注：MySQL默认的隔离级别是REPEATABLE-READ。

六、redo日志

• redo日志是物理日志，记录了某个页面的某个偏移量处修改了什么内容（物理磁盘的变化），维护底层B+树的结构。

• 作用：保证了事务的持久性。 当事务COMMIT后，在内存中的脏页不是立即写入磁盘中，而是由MySQL决定何时进行刷盘操作。如果在脏页刷盘前MySQL崩溃，那么在内存中的脏页数据就会丢失，数据库中的数据就和业务不一致，违反了事务的持久性。此时需要保证WAL（WRITE AHEAD LOG），在COMMIT后把redo日志进行刷盘操作。就算脏页在刷盘前发生数据库崩溃，在MySQL重启后读取redo日志中的数据即可把未成功刷盘的脏页写入磁盘。

• 为什么MySQL不直接把COMMIT后的脏页写入磁盘？ （1）一个页默认16KB，当一个事务仅修改一个页中的几个B的数据就把脏页刷盘，这十分浪费。（2）如果一个事务修改了涉及多个页的数据，而这些页存储在磁盘上相隔较远的位置，那么就需要进行大量的随机IO，时间消耗较大。

• redo日志记录了什么？ redo日志记录了表空间ID、页号、偏移量、修改的内容。
  补充： 对底层页面的一次原子访问的过程称为Mini-Transaction (MTR)，一个MTR可以包含若干条redo日志。如一条记录插入后，需要修改多个B+树（修改一棵树时，访问这棵树中对应的一个页面，为1个MTR；但修改了多棵树，为多个MTR），但一棵树中可能出现页分裂、页内的记录迁移、页头信息修改等（多个redo log）。一个事务可以包含多个DML，而一个DML可以涉及多条记录的变更，所以一个DML可以包含多个MTR。
  

• redo日志的刷盘机制
  注：值为1时可以保证事务的持久性，但在数据量大的情况下，会出现频繁的随机IO，所以时间花费1>0=2。

• redo日志是顺序IO来写入。

• checkpoint、write pos
  （1）checkpoint：每次加载redo日志来重新写入COMMIT后未刷盘的数据时，会清空刷盘成功的日志，并将其后移。
  （2）write pos：记录redo日志当前记录的位置，一边写一边后移。
  
  注：checkpoint和write pos右边空白处是等待用于恢复COMMIT后未刷盘的日志，左边空白处则是等待写入日志的空间。

七、undo日志

• undo日志是逻辑日志。记录的是SQL语句，如事务中执行的DML操作是insert，则对应的SQL语句是delete，如执行的是delete，则对应的SQL语句是insert，如执行的是update，则对应的SQL语句是update成执行前的状态。
• 作用：保证了事务的原子性。 实现事务的ROLLBACK及MVCC。
• undo log会产生redo log，undo log的产生会使行记录头信息中的回滚指针发生改变，所以需要redo log记录某个页面的某个偏移量处修改了什么内容，维护底层B+树的结构。
• 回滚段与页：
  （1）一个回滚段有1024个undo log segment。
  （2）Innodb1.1前，只有一个回滚段，支持并发事务的数量是1024。
  （3）Innodb1.1及以后，有128个回滚段，支持并发事务的数量是128*1024。
• undo页的重用：一个undo页可能会混有其他事务的undo log。