MySQL事务和锁原理与优化
2024-04-02 15:17:58 4 举报AI智能生成
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Mysql 查询的原理和优化
作者其他创作
大纲/内容
事务是一个原子操作单元，其对数据的修改，要么全都执行，要么全都不执行
执行图
原子性
指的是一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的，后续的操作或故障不应该对其有任何影响，不会丢失。
执行流程图
两阶段提交主要解决 binlog 和 redo log 的数据一致性的问题
为什么使用两阶段提交
如果碰到既有 prepare、又有 commit 的 redo log，就直接提交.
redo log在系统Crash重启之类的情况时，可以修复数据，从而保障事务的持久性【根据XID】
通过原子性可以保证逻辑上的持久性.
通过存储引擎的数据刷盘可以保证物理上的持久性.
持久性的保证
持久性
指的是一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的数据对其他的并发事务是隔离的
脏读 : 一个事务读取到了另一个事务修改但未提交的数据。
不可重复读: 一个事务中多次读取同一行记录的结果不一致，后面读取的跟前面读取的结果不一 致。
幻读 : 一个事务中多次按相同条件查询，结果不一致。后续查询的结果和面前查询结果不同，多了 或少了几行记录
不考虑隔离性会引发的问题:
读未提交
读提交
可重复读
可串行化
InnoDB 支持的隔离性
指的是事务开始之前和事务结束之后，数据库的完整性限制未被破坏。一致性包括两方面的内容，分别是约束一致性和数据一致性。
一致性
隔离性
事务的持久化是为了应对系统崩溃造成的数据丢失.
只有保证了事务的一致性，才能保证执行结果的正确性
在非并发状态下，事务间天然保证隔离性，因此只需要保证事务的原子性即可保证一致性.
在并发状态下，需要严格保证事务的原子性、隔离性。
总体图
关系
ACID特性
完全顺序执行所有事务的数据库操作，不需要加锁，全局排队
排队
务之间涉及到相同的数据项时，会使用排他锁，或叫互斥 锁，先进入的事务独占数据项以后，其他事务被阻塞，等待前面的事务释放锁。
排它锁
读和写操作:读读、写写、读写、写读。
读写锁
事务控制的演进
多版本控制，是指在数据库中为了实现高并发的 数据访问，对数据进行多版本处理，并通过事务的可见性来保证事务能看到自己应该看到的数据版本
概念【MVCC最大的好处是读不加锁，读写不冲突】
Undo log 多版本链
Read View是 InnoDB 在实现 MVCC 时用到的一致性读视图，即 consistent read view
简单理解就是对数据在每个时刻的状态拍成照片记录下来。那么之后获取某时刻的数据时就 还是原来的照片上的数据，是不会变的
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Read View读视图机制
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Read Committed级别
Repeatab Read级别
Read View的更新方式:
trx_id = creator_trx_id
trx_id < min_trx_id
trx_id >= max_trx_id
trx_id > min_trx_id && trx_id < max_trx_id
Read View判断记录的某个版本是否可见的方式
RC隔离级别:每次读取数据前，都生成一个readview.
生成readview时机
Read View总结
undo log多版本链+ReadView机制
实现机制
6字节的 DATA_TRX_ID :标记了最新更新这条行记录的transaction id，每处理一个事务，其值自 动设置为当前事务ID ( DATA_TRX_ID只有在事务提交之后才会更新 )
7字节的 DATA_ROLL_PTR :一个rollback指针，指向当前这一行数据的上一个版本，找之前版本的 数据就是通过这个指针，通过这个指针将数据的多个版本连接在一起构成一个undo log版本链
6字节的 DB_ROW_ID :隐含的自增ID，如果数据表没有主键，InnoDB会自动以DB_ROW_ID产生 一个聚簇索引。这是一个用来唯一标识每一行的字段
DELETE BIT 位:用于标识当前记录是否被删除，这里的不是真正的删除数据，而是标志出来的删 除。真正意义的删除是在commit的时候
流程
1.InnoDB只查找版本早于当前事务版本的数据行(也就是数据行的版本必须小于等于事务的版本)， 这确保当前事务读取的行都是事务之前已经存在的，或者是由当前事务创建或修改的行
2.行的删除操作的版本一定是未定义的或者大于当前事务的版本号，确定了当前事务开始之前，行 没有被删除
查询 SELECT
修改 的值为当前的执行删除操作的事务的ID，然后设置Delete BIT = true
删除 DELETE
设置新记录的DATA_TRX_ID为当前事务ID，其他的采用默认的。
增加:INSERT
用排它锁锁定该行(因为是写操作)
记录undo log:将更新之前的数据记录到undo log中.
修改:UPDATE
具体说明
MVCC具体实现
快照读是指读取数据时不是读取最新版本的数据，而是基于历史版本读取的一个快照信息【无需加锁】
含义
解决了因加锁导致的修改数据时无法对数据读取问题.
解决了因加锁导致读取数据时无法对数据进行修改的问题.
解决问题
快照读
当前读是读取的数据库最新的数据，当前读和快照读不同，因为要读取最新的数据而且要保证事务 的隔离性，所以当前读是需要对数据进行加锁的
含义
加锁SQL
当前读
MVCC读操作分类
MVCC
隔离级别的类型
相当于事务并发控制的整体解决方案
锁是数据库实现并发控制的基础，事务隔离性是采用锁来实现，对相应操作加不同的锁，就可以防 止其他事务同时对数据进行读写操作
对用户来讲，首先选择使用隔离级别，当选用的隔离级别不能解决并发问题或需求时，才有必要在 开发中手动的设置锁
show variables like 'tx_isolation';
查看SQL
事务隔离级别和锁【MySQL默认隔离级别:可重复读】【Oracle、SQLServer默认隔离级别:读已提交】
事务隔离级别
MySQL事务
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