浅谈MySQL如何保证ACID
MySQL如何保证一致性
数据库通过原子性(A)、隔离性(I)、持久性(D)来保证一致性(C)。其中一致性是目的,原子性、隔离性、持久性是手段。因此数据库必须实现AID三大特性才有可能实现一致性。
MySQL如何保证原子性
利用InnoDB的undo log
undo log(回滚日志)记录需要回滚的日志信息,是实现原子性的关键,当事务回滚时能够撤销所有已经成功执行的sql语句
例如
- delete一条数据的时候,就会记录这条数据的曾经的信息,回滚的时候,insert这条旧数据
- update一条数据的时候,就会记录之前的旧值,回滚的时候,根据旧值执行update操作
- insert一条数据的时候,就会这条记录的主键,回滚的时候,根据主键执行delete操作
undo log记录了这些回滚需要的信息,当事务执行失败或调用了rollback,导致事务需要回滚,便可以利用undo log中的信息将数据回滚到修改之前的样子。
MySQL如何保证持久性
利用Innodb的redo log
Mysql修改数据的大概流程是先把磁盘上的数据加载到内存中,在内存中对数据进行修改,再刷回磁盘上。如果此时突然宕机,内存中的数据就会丢失。
如何解决该问题
最直观的想法,事务提交前直接把数据写入磁盘
这么做有什么问题
- 浪费资源,只修改一个页面里的一个字节,就要将整个页面刷入磁盘(一个页面16kb,每次改动都需要将16kb的内容刷入磁盘)
- 速度慢,每个事务里可能涉及到多个数据页的修改,而这些数据可能是不相邻的,属于随机操作IO
于是,决定采用redo log解决上面的问题。当做数据修改的时候,不仅在内存中操作,还会在redo log中记录这次操作。当事务提交的时候,会将redo log日志进行刷盘(redo log一部分在内存中,一部分在磁盘上)。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。
采用redo log的优点
redo log进行刷盘的效率要远高于数据页刷盘,具体表现如下
- redo log体积小,只记录了哪一页修改的内容,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
MySQL 如何保证隔离性
利用锁和MVCC机制
MVCC(Multi Version Concurrency Control)即多版本并发控制,一个行记录数据有多个版本对快照数据,这些快照数据在undo log中。
如果一个事务读取的行正在做DELELE或者UPDATE操作,读取操作不会等行上的锁释放,而是读取该行的快照版本。
由于MVCC机制在可重复读(Repeateable Read)和读已提交(Read Commited)的MVCC表现形式不同在后续文章中将进行详细描述。
在事务隔离级别为读已提交(Read Commited)时,一个事务能够读到另一个事务已经提交的数据,是不满足隔离性的。但是当事务隔离级别为可重复读(Repeateable Read)中,是满足隔离性的。