【mysql】事务运行原理概述

我就是我 2022-05-13 04:36 144阅读 0赞

以前没有深究过数据库底层是怎么运作的，只是停留在了概念层次，但是后来发现写程序的时候不是很舒服，总感觉有些点不通，于是决定看看mysql innodb引擎的原理，这里只是一个大致的介绍，不会太深入。

如果我们在mysql的客户端执行了一些个操作，我们不了解任何底层，最简单的概念模型就是认为数据库的表里面的数据被修改了。也就是我这里执行一次update，数据库就会执行一个修改的io操作，很直观的理解吧？

数据库当然不会这么简单，如果这样做会有一个很明显的性能问题，因为io操作是很慢的，而且数据库都是cs架构，还要搭上网络层的延迟，如果每一次操作都对应了一次真正的磁盘io，那么数据库的性能会大打折扣。那么怎么做呢？缓存。

mysql innodb引擎有自己的内存管理，管理的重点就是日志和数据块，先抛开日志的东西，单说数据块。mysql的逻辑是，我们任何通过客户端提交的操作，最终都只在内存中进行，不会进行磁盘io，当然如果内存没有还是需要io一次的，但是针对此数据的后续的操作就不需要io了。这样，我们每一次才做就成了内存级别的操作，相比磁盘操作，肯定会快不少。但是这样也有问题，如果我们改了内存中的缓存数据，就造成了数据不一致，因为此时同时存在磁盘的数据和内存的数据两个版本，怎么办？mysql innodb的做法是，使用一些后台的线程来周期性的刷缓存的数据到磁盘里。所以说，我们执行一次更新操作，只会改变内存的值，磁盘的值肯定会有延迟。总之，使用缓存提高了mysql的处理效率。

那么刚才说的日志是什么回事？日志主要是与事务相关的，我们知道事务是原子的，要么不做，要么全做，这样才能保持一致性。那如果现在事务做了一半，宕机了，不是违反事务的特性了吗？这是数据库产品必须解决的问题。日志正是干这个事情的。

每当要做一次操作时，在更新数据前，必须先记录日志，只有记录了日志，才能更新，因为如果先更新，一旦宕机，那么这次更新就无法追溯了，我们根本无法得知做了一次更新，如果这次更新只是事务的中间一部分，那么显然它需要回滚，我们根本不知道该如何回滚，所以在更新数据前一定要先记录日志，这样才能保证事务的追溯。

同样的，日志也有缓存，我们每当做一次更新，先把日志记录到日志的缓存中，日志缓存也会被周期性的刷回磁盘，不过频率要更高，innodb是每一秒一次。并且，当执行到commit语句时，会强制把该事务的日志刷回磁盘，只有事务的commit操作的日志记录被刷回磁盘，我们才认为这个事务的commit了的。因为只要我们有日志了，那么数据肯定可以重做，不会丢失。那么有一个问题，既然commit是一个关键点，为何不等到commit了再把数据和日志刷回磁盘而非要再起后台的线程周期性的刷呢？因为如果事务很长，那么最后commit时要刷回的东西就会很大，这样commit的压力太大，不如提前就刷一部分回去，commit的时候刷的内容就少了，提高了效率。

如果我们正在提交一个事务t1，然后宕机了，当数据库再次起起来的时候，数据库会检查日志，看到之前t1事务的日志，假设没有commit点，就会认为该事务只执行了一办，那么所有操作都会被回滚，如果看到了commit，就会认为该事务提交，只需要重做一次日志即可。

所以，借助了缓存技术和日志，可以实现高效率和事务的功能，虽然这只是一个概念级别或者宏观的理解，但是对于理解数据库底层的运作还是至关重要的。后面我会深入到细节取研究这些，比如redo undo，mvcc，线程的功能等等