事务基础

事务

事务是一组操作的集合,它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请求,即这些操作要么同时成功,要么同时失败。

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(lsolation):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影响的独立环境下运行。
  • 持久性(Durability):事务t旦提交或回滚,它对数据库中的数据的改变就是永久的。

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redo log

作用

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,在刷新脏页到磁盘, 发生错误时,进行数据恢复使用,这样就保证了事务的持久性(这 种先写日志的方式,称之为 WAL(Write-Ahead Logging))

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内部细节

InnoDB 的 redo log 是固定大小的,比如可以配置为一组 4 个文件,每个文件的大小是 1GB,那么redo log总共就可以记录 4GB 的操作。

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write pos 是当前记录的位置,一边写一边后移,写到第 3 号文件末尾后就回到 0 号文件开头。checkpoint 是当前要擦除的位置,也是往后推移并且循环的,擦除记录前要把记录更新到数据文件。

write pos 和 checkpoint 之间的是“粉板”上还空着的部分,可以用来记录新的操作。如果 write pos 追上 checkpoint,表示“粉板”满了,这时候不能再执行新的更新,得停下来先擦掉一些记录,把 checkpoint 推进一下。

innodb_flush_log_at_trx__commit参数,可以设置事务提交时的刷盘方式

  • 0:间隔一段时间,然后再刷写一次日志到磁盘(性能最佳)。
  • 1:每次提交事务时,都刷写一次日志到磁盘(性能最差,最安全,默认策略)。
  • 2:有事务提交的情况下,每间隔一秒时间刷写一次日志到磁盘。

那为什么每一次提交事务,要刷新redo log 到磁盘中呢,而不是直接将buffer pool中的脏页刷新 到磁盘呢 ?

因为在业务操作中,我们操作数据一般都是随机读写磁盘的,而不是顺序读写磁盘。 而redo log在 往磁盘文件中追加写入数据,由于是日志文件,所以都是顺序写的。顺序写的效率,要远大于随机写。 而且Buffer Pool写入磁盘是以数据页(16k)为单位的, redo log只需要写入真正要修改的部分就可以了

undo log

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)

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,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。

Undo log销毁:undo log在事务执行时产生,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存储: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。