我们研究事务的原理,就是研究MySQL的InnoDB引擎是如何保证事务的四大特性的。
而对于这四大特性,实际上分为两个部分。 其中的原子性、一致性、持久化,实际上是由InnoDB中的两份日志来保证的,一份是redo log日志,一份是undo log日志。 而持久性是通过数据库的锁,加上MVCC来保证的。
redo log
重做日志,记录的是事务提交时数据页的物理修改,是用来实现事务的持久性。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,发生错误时, 进行数据恢复使用。
有了redolog之后,当对缓冲区的数据进行增删改之后,会首先将操作的数据页的变化,记录在redo log buffer中。在事务提交时,会将redo log buffer中的数据刷新到redo log磁盘文件中。
过一段时间之后,如果刷新缓冲区的脏页到磁盘时,发生错误,此时就可以借助于redo log进行数据恢复,这样就保证了事务的持久性。而如果脏页成功刷新到磁盘或或者涉及到的数据已经落盘,此时redolog就没有作用了,就可以删除了,所以存在的两个redolog文件是循环写的。
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(保证事务的原子性) 和
MVCC(多版本并发控制) 。
undo log和redo log记录物理日志不一样,它是逻辑日志。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,它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并进行回滚。
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提供了一个非阻塞读功能。MVCC的具体实现,还需要依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undo log日志、readView。
不同事务或相同事务对同一条记录进行修改,会导致该记录的undolog生成一条记录版本链表,链表的头部是最新的旧记录,链表尾部是最早的旧记录。
ReadView(读视图)是快照读 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。
不同的隔离级别,生成ReadView的时机不同:
READ COMMITTED :在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。
REPEATABLE READ:仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView,后续复用该ReadView。
MVCC的实现原理就是通过InnoDB表的隐藏字段、UndoLog 版本链、ReadView来实现的。
而MVCC + 锁,则实现了事务的隔离性。而一致性则是由redolog 与undolog保证。