事务(Transaction)逻辑应用

1.什么是事务？

是一个逻辑工作单元，这个工作单元中的所有操作，要么都成功，要么都失败

2.事务是如何保证数据的正确性的？

通过事务的四大特性：原子性、一致性、隔离性、持久性

原子性(Atomicity)：通过undolog回滚日志实现其原子性

一致性(Consistent)：引擎层面使用的是undolog回滚日志以及让mysql具备故障恢复能力的redolog重做日志，服务层面使用的是binlog归档日志

隔离性(Isolation)：首先是事务并发带来的问题：脏读、不可重复读、幻读

　　　　　　　　 事务的隔离级别：读未提交(read-uncommitted)、读已提交(RC)、可重复读(RR)、可串行化(serializable)

　　　　　　　　 查看数据库的隔离级别：select @@tx_isolation （mysql数据库的默认级别是repeatable-read）设置就是set tx_isolation=‘serializable’

　　　　　　　　 事务隔离底层实现：锁的设计、MVCC

持久性(Darble)：通过redolog重做日志实现

　　　　　　原子性(通过undolog实现-执行回滚）

　　　　　　隔离性(通过锁,MVCC-多版本并发控制)

　　　　　　一致性(通过undolog,redolog,binlog)

　　　　　　持久性(通过redolog日志实现)

3.多个事务并发执行时，可能会带来什么问题？

1)脏读：一个事务读取了其他事务未提交的数据，然后这个数据后面又回滚了

2)不可重复读：一个事务对同样的查询条件进行多次查询时，得到的结果不一致

3)幻读：一个读取到的数据可能是表中不存在的数据

注意：事务的隔离级别越高，并发性可能会越差

4.mysql中的锁是如何分类的？

从性能上可以分为乐观锁和悲观锁

从操作类型上可以分为读锁(共享锁)和写锁(排他锁)

从数据操作粒度上来讲可以分为全局锁、表锁、行锁、间隙锁(between 100 and 200)

5.如何理解MySQL中的全局锁？

全局锁是要关闭所有打开的表。在mysql可以使用全局锁锁定所有表，通常应用于逻辑备份，我们在执行数据库备份时，不允许其他事务对数据库进行更新了，因为这样可能会导致备份的数据与库中实际的数据不一致。

6.MySQL中的全局锁是如何应用的？

加全局读锁(flush table with read lock)：只能读库中所有表的数据，但是不能写(insert、delete、update)

解锁(unlock tables)

7.如何对MySQL中的表添加读锁(共享锁)、写锁(排它锁)？

读锁(lock table regions read)：所有线程可以读，当前线程写会出错，其它线程写会阻塞。

写锁(lock table regions write)：当前线程可以读写，其它线程读写要阻塞。

解锁(unlock tables)

8.如何对MySQL表中的行添加行锁(InnoDB默认select操作不加锁)？

共享锁 (select * from regions where id=13 lock in share mode),又称为S锁，允许当前事务读取一行，阻止其它事务获取相同数据集的排它锁。

排它锁 (select * from regions where id=13 for update)，又称为X锁。允许当前事务更新数据，阻止其它事务获取相同数据集的共享锁和排它锁。

9.MVCC是什么？

MVCC(Multi Version Concurrent Control)多版本并发控制,可通过这种方式在保证其性能的基础上实现事务的隔离级别。例如MySQL中的RC、RR事务的隔离级别底层就是通过MVCC实现的。

10.MVCC的底层逻辑是如何实现的呢?

MVCC的实现原理主要依赖于记录中的undolog(回滚日志)、ReadView(快照读)、三个隐藏字段 来实现的

三个隐藏字段：

　　　　　　DB_TRX_ID：记录创建这条记录或者最后一次修改该记录的事务id

　　　　　　DB_ROLL_PTR：回滚指针，指向这条记录的上一个版本,用于配合undolog实现数据的回滚.

　　　　　　DB_ROW_ID：隐藏的主键，如果数据表没有主键，也没有非空且唯一的字段，那么innodb会自动生成一个row_id。

11.如何理解MVCC中的版本链？

当我们开启了一个事务，并且这个是要对数据进行更新，此时会产生一条undolog日志，多个事务同时操作这一条记录时，那就会产生多个版本的undolog日志，这些日志就会通过回滚指针(DB_ROLL_PTR)构建一个链表，这个链表就称之为版本链。

12.什么是ReadView？以及应用场景？

ReadView提供了某一时刻事务系统的一个快照读，主要是用来做“可见性”判断。这个ReadView中也保存了对本事务不可见的一些其他活跃事务的id。

对于Read Committed和Repeatable Read的隔离级别，都要读取已经提交的事务数据，也就是说如果版本链中的事务没有提交，该版本的记录是不能被读取的，那哪个版本的事务是可以读取的，此时就引入了ReadView。MySQL数据库的隔离级别中的Read Committed和Repeatable Read底层都是通过这个MVCC实现的。

13.ReadView中包含什么？

MySQL5.7版本中的ReadView包含以下几个属性：

1）m_ids：截止到当前事务id之前，所有活跃的事务id(还没有commit的事务)。例如m_ids【1,2,3,4】

2）mix_trx_id：记录活跃事务id中(m_ids)的最小值。例如1

3）max_trx_id：保存当前事务结束后应分配的下一个事务的id值。例如5

4）creator_trx_id：保存创建ReadView的当前事务的id。例如4

ReadView会根据图中的四个属性，再结合undo日志版本链，实现MVCC机制，决定一个事务可以读取到的数据版本。

14.ReadView的可见性判断规则是怎样的？

一个事务去访问记录的时候，除了自己的更新记录总是可见之外，还有这几种情况：

1. 如果记录的 trx_id 值小于 Read View 中的 min_trx_id 值，表示这个版本的记录是在创建 Read View 前已经提交的事务生成的，所以该版本的记录对当前事务可见。

2. 如果记录的 trx_id 值大于等于 Read View 中的 max_trx_id 值，表示这个版本的记录是在创建 Read View 后才启动的事务生成的，所以该版本的记录对当前事务不可见。

3. 如果记录的 trx_id 值在 Read View 的 min_trx_id 和 max_trx_id 之间，需要判断 trx_id 是否在 m_ids 列表中：

　　 如果记录的 trx_id 在m_ids 列表中，表示生成该版本记录的活跃事务依然活跃着（还没提交事务），所以该版本的记录对当前事务不可见。

　　如果记录的 trx_id 不在 m_ids 列表中，表示生成该版本记录的活跃事务已经被提交，所以该版本的记录对当前事务可见。

15.事务的隔离级别(Read Committed 和Repeatable Read）何时创建的ReadView视图？

1）Read Committed隔离级别是每次select都会创建一个新的ReadView(可以读取已经提交的数据）

2）Repeatable Read隔离级别是第一次select时创建一个ReadView（每次只能读取当前事务的数据）

16.可重复读底层逻辑是如何实现的？

详情：(https://www.processon.com/view/link/63a1a5cb517570317d7bb536)