在日常工作中，數據庫是我們必須使用的，其中使用最多的也是大部分中小公司的選擇是Mysql，跳槽面試中也是必問的，今天我們就說一下Mysql事務

MySQL中的事務實現原理主要涉及以下幾個方面：

1. ACID特性：MySQL支持事務的原因之一是它遵循ACID（原子性、一致性、隔離性和持久性）特性。這意味著在一個事務中的所有操作要么全部成功地提交，要么全部失敗回滾。這確保了數據的一致性和可靠性。
2. 日志：MySQL使用日志來記錄事務的操作和變化。MySQL有兩種主要的日志類型：重做日志（Redo Log）和回滾日志（Undo Log）。
3. 鎖機制：MySQL使用鎖機制來實現事務的隔離性，保證并發事務的正確執行。MySQL支持多種類型的鎖，如共享鎖（Shared Lock）和排他鎖（Exclusive Lock），以及行級鎖和表級鎖等。鎖機制可以防止多個事務同時修改同一個數據，保證數據的一致性。
4. MVCC（多版本并發控制）：MVCC是MySQL中的一種并發控制機制，用于在并發事務執行時保證數據的隔離性。MVCC通過在每個數據行上維護多個版本來實現。每個事務在讀取數據時，會根據自己的事務ID和數據行的版本信息來確定可見的數據版本，從而實現不同事務之間的隔離性。
5. 事務管理器：MySQL有一個事務管理器來協調和管理事務的執行。事務管理器負責事務的開始、提交、回滾和并發控制等。它還負責處理并發事務之間的沖突和死鎖等問題。

綜上所述，MySQL通過使用日志、鎖機制、MVCC和事務管理器等技術來實現事務的原子性、一致性、隔離性和持久性。這些機制保證了數據的完整性和一致性，并提供了高并發的支持。

其中ACID四大特性，實際上分為兩個部分，其中的原子性、一致性、持久性，實際上是由InnoDB中的兩份日志來保證的，一份是redo log日志，一份是undo log日志。而隔離性是通過數據庫的鎖，加上MVCC來保證的。

我們在講解事務原理的時候，主要就是來研究一下redolog，undolog以及MVCC

事務基礎ACID

事務是一組操作的集合，它是一個不可分割的工作單位，事務會把所有的操作作為一個整體一起向系統提交或撤銷操作請求，即這些操作要么同時成功，要么同時失敗。
特性
? 原子性（Atomicity）：事務是不可分割的最小操作單元，要么全部成功，要么全部失敗。
? 一致性（Consistency）：事務完成時，必須使所有的數據都保持一致狀態。
? 隔離性（Isolation）：數據庫系統提供的隔離機制，保證事務在不受外部并發操作影響的獨立環境下運行。
? 持久性（Durability）：事務一旦提交或回滾，它對數據庫中的數據的改變就是永久的。
那實際上，我們研究事務的原理，就是研究MySQL的InnoDB引擎是如何保證事務的這四大特性的。

redo log重做日志

記錄的是事務提交時數據頁的物理修改，是用來實現事務的持久性。
該日志文件由兩部分組成：重做日志緩沖（redo log buffer）以及重做日志文件（redo log file）,前者是在內存中，后者在磁盤中。當事務提交之后會把所有修改信息都存到該日志文件中, 用于在刷新臟頁到磁盤,發生錯誤時, 進行數據恢復使用。

如果沒有redolog，可能會存在什么問題的？我們一起來分析一下。我們知道，在InnoDB引擎中的內存結構中，主要的內存區域就是緩沖池，在緩沖池中緩存了很多的數據頁。當我們在一個事務中，執行多個增刪改的操作時，InnoDB引擎會先操作緩沖池中的數據，如果緩沖區沒有對應的數據，會通過后臺線程將磁盤中的數據加載出來，存放在緩沖區中，然后將緩沖池中的數據修改，修改后的數據頁我們稱為臟頁。而臟頁則會在一定的時機，通過后臺線程刷新到磁盤中，從而保證緩沖區與磁盤的數據一致。而緩沖區的臟頁數據并不是實時刷新的，而是一段時間之后將緩沖區的數據刷新到磁盤中，假如刷新到磁盤的過程出錯了，而提示給用戶事務提交成功，而數據卻沒有持久化下來，這就出現問題了，沒有保證事務的持久性。

那么，如何解決上述的問題呢？在InnoDB中提供了一份日志 redo log，接下來我們再來分析一下，通過redolog如何解決這個問題。

有了redolog之后，當對緩沖區的數據進行增刪改之后，會首先將操作的數據頁的變化，記錄在redo log buffer中。在事務提交時，會將redo log buffer中的數據刷新到redo log磁盤文件中。過一段時間之后，如果刷新緩沖區的臟頁到磁盤時，發生錯誤，此時就可以借助于redo log進行數據恢復，這樣就保證了事務的持久性。而如果臟頁成功刷新到磁盤或或者涉及到的數據已經落盤，此時redolog就沒有作用了，就可以刪除了，所以存在的兩個redolog文件是循環寫的。那為什么每一次提交事務，要刷新redo log 到磁盤中呢，而不是直接將buffer pool中的臟頁刷新到磁盤呢 ?
因為在業務操作中，我們操作數據一般都是隨機讀寫磁盤的，而不是順序讀寫磁盤。而redo log在往磁盤文件中寫入數據，由于是日志文件，所以都是順序寫的。順序寫的效率，要遠大于隨機寫。這種先寫日志的方式，稱之為 WAL（Write-Ahead Logging 預寫日志）。

undo log回滾日志

用于記錄數據被修改前的信息 , 作用包含兩個 : 提供回滾(保證事務的原子性) 和MVCC(多版本并發控制
undo log和redo log記錄物理日志不一樣，它是邏輯日志。可以認為當delete一條記錄時，undo log中會記錄一條對應的insert記錄，反之亦然，當update一條記錄時，它記錄一條對應相反的update記錄。當執行rollback時，就可以從undo log中的邏輯記錄讀取到相應的內容并進行回滾。
Undo log銷毀：undo log在事務執行時產生，事務提交時，并不會立即刪除undo log，因為這些日志可能還用于MVCC。
Undo log存儲：undo log采用段的方式進行管理和記錄，存放在前面介紹的 rollback segment 回滾段中，內部包含1024個undo log segment。

MVCC

全稱 Multi-Version Concurrency Control，多版本并發控制。指維護一個數據的多個版本，使得讀寫操作沒有沖突，快照讀為MySQL實現MVCC提供了一個非阻塞讀功能。MVCC的具體實現，還需要依賴于數據庫記錄中的三個隱式字段、undo log日志、readView。
接下來介紹一下InnoDB引擎的表中涉及到的隱藏字段、undolog 以及 readview。

隱藏字段

當我們創建了上面的這張表，我們在查看表結構的時候，就可以顯式的看到這三個字段。實際上除了這三個字段以外，InnoDB還會自動的給我們添加三個隱藏字段及其含義分別是：

隱藏字段	含義
DB_TRX_ID	最近修改事務ID，記錄插入這條記錄或最后一次修改該記錄的事務ID。
DB_ROLL_PTR	回滾指針，指向這條記錄的上一個版本，用于配合undo log，指向上一個版本。
DB_ROW_ID	隱藏主鍵，如果表結構沒有指定主鍵，將會生成該隱藏字段。

而上述的前兩個字段是肯定會添加的，是否添加最后一個字段DB_ROW_ID，得看當前表有沒有主鍵，如果有主鍵，則不會添加該隱藏字段。

undolog

介紹

回滾日志，在insert、update、delete的時候產生的便于數據回滾的日志。
當insert的時候，產生的undo log日志只在回滾時需要，在事務提交后，可被立即刪除。
而update、delete的時候，產生的undo log日志不僅在回滾時需要，在快照讀時也需要，不會立即被刪除。

版本鏈

有一張表原始數據為：

DB_TRX_ID : 代表最近修改事務ID，記錄插入這條記錄或最后一次修改該記錄的事務ID，是自增的。
DB_ROLL_PTR ：由于這條數據是才插入的，沒有被更新過，所以該字段值為null。然后，有四個并發事務同時在訪問這張表。

最終生成記錄數據:

最終我們發現，不同事務或相同事務對同一條記錄進行修改，會導致該記錄的undolog生成一條記錄版本鏈表，鏈表的頭部是最新的舊記錄，鏈表尾部是最早的舊記錄。

readview

ReadView（讀視圖）是快照讀 SQL執行時MVCC提取數據的依據，記錄并維護系統當前活躍的事務（未提交的）id。
ReadView中包含了四個核心字段：

字段	含義
m_ids	當前活躍的事務ID集合
min_trx_id	最小活躍事務ID
max_trx_id	預分配事務ID，當前最大事務ID+1（因為事務ID是自增的）
creator_trx_id	ReadView創建者的事務ID

而在readview中就規定了版本鏈數據的訪問規則：trx_id 代表當前undolog版本鏈對應事務ID。

條件	是否可以訪問	說明
trx_id == creator_trx_id	可以訪問該版本	成立，說明數據是當前這個事務更改的。
trx_id < min_trx_id	可以訪問該版本	成立，說明數據已經提交了。
trx_id > max_trx_id	不可以訪問該版本	成立，說明該事務是在

ReadView生成后才開啟。 |
| min_trx_id <= trx_id <= max_trx_id | 如果trx_id不在m_ids中，是可以訪問該版本的 | 成立，說明數據已經提交。 |

不同的隔離級別，生成ReadView的時機不同：

• READ COMMITTED ：在事務中每一次執行快照讀時生成ReadView。
• REPEATABLE READ：僅在事務中第一次執行快照讀時生成ReadView，后續復用該ReadView。

MVCC的實現原理就是通過 InnoDB表的隱藏字段、UndoLog 版本鏈、ReadView來實現的。而MVCC + 鎖，則實現了事務的隔離性。而一致性則是由redolog 與 undolog保證。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的面试官：请说一下Mysql事务实现原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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