MySQL-InnoDB引擎

一、逻辑储存结构

二、架构

1.内存架构

MySQL5.5版本开始，默认使用InnoDB储存引擎，他擅长事务处理，具有崩溃恢复特性，在日常开发中使用非常广泛。下面是InnoDB架构图，左侧为内存结构，右侧为磁盘结构。

2.磁盘结构

3.后台线程

三、事务原理

1.事务

事务是一组操作的集合，他是一个不可分割的工作单位，事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作的请求，即这些操作要么同时成功，要么同时失败。

2.特性

• 原子性（Atomicity）：事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功要么全部失败
• 一致性（Consistency）：事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态。
• 隔离性（Isolation）：数据库系统提供的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作的影响的独立环境下运行。
• 持久性（Durability）；事务一旦提交或回滚，他对数据库中的数据的改表就是永久的。

3.redo log

重做日志，记录的是事务提交时数据页的物理修改，是用来实现事物的持久性。

该日志文件由两部分组成：重做日志缓冲（redo log buffer）以及重做日志文件（redo log file），前者是在内存中，后者是在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都存到该日志文件中，用于在刷新脏页到磁盘中，发生错误时，进行数据恢复使用。

4.undo log

回滚日志，用于记录数据被修改前的信息，作用包含两个：提供回滚和MVCC（多版本并发控制）

undo log和redo log记录物理日志不一样，他是逻辑日志。可以认为当delete一条记录时，undo log中会记录一条对应的insert记录，反之亦然，当update一条记录时，他记录一条对应相反的update记录。当执行rollback时，就可以从undo log中的逻辑记录读取到相应的内容进行回滚。

Undo log销毁：undo log在事务执行时发生，事务提交时，并不会立即删除undo log，因为这些日志可能还用于MVCC。

Undo log储存：undo log采用段的方式进行管理和记录，存放在前面介绍的rollback segment回滚段中，内部包含1024个undo log segment。

四、MVCC

1.基本概念

（1）当前读

读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录。会对读取的记录进行加锁。对于我们日常的操作，如：select...lock in share mode（共享锁），select...for update、update、insert、delete（排他锁）都是一种当前读

（2）快照读

简单的select（不加锁）就是快照读，快照读，读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史数据，不加锁，是非阻塞读。

• Read Committed：每次select，都生成一个快照读。
• Repeatable：开启事务后第一个select语句才是快照读的地方。
• Serializable：快照读会退化为当前读。

（3）MVCC

全称Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本。使得读写操作没有冲突，快照读为MySQL实现MVCC提供了一个非阻塞度功能。MVCC的具体实现，还需要依赖于数据库记录中的三个隐藏字段、undo log日志、readView。

2.实现原理

（1）记录中的隐藏字段

隐藏字段	含义
DB_TRX_ID	最近修改事务ID，记录插入这条记录或最后一次修改该记录的事务ID。
DB_ROLL_PTR	回滚指针，指向这条记录的上一个版本，用于配合undo log，指向上一个版本。
DB_ROW_ID	隐藏主键，如果表结构没有指定主键，将会生成该隐藏字段。

（2）undo log

回滚日志，在insert、update、delete的时候产生的便于数据回滚的日志。

当insert的时候，产生的undo log日志只在回滚时需要，在事务提交后，可被立即删除。

而update、delete的时候，产生的undo log日志不仅在回滚时需要，在快照读时也需要，不会立即删除。

（3）undo log版本链

（4）readview

ReadView时快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据，记录并维护系统当前活跃的事务（未提交的）id。

ReadView中包含了四个核心字段：

字段	含义
m_ids	当前活跃的事务ID集合
min_trx-id	最小活跃事务ID
max_trx_id	预分配事务ID，当前最大事务ID+1（应为事务ID是自增的）
creator_trx_id	ReadView创建者的事务ID