苍茫大地一剑尽挽破,何处繁华笙歌落。难道这普天之下尽没我容纳之处？为何这面试官总要与我争风相对，这不是难为人吗？

每次经历痛领悟，总会悠然南山下，独自愁楚。记录心中一片大海，唯有独自努力，方能实现行业之俊杰。

前言

一个阳光明媚得上午，迎面走来了一位身着雪白雪白得的白色衬衣，灰白色相间的休闲短裤，还给我露出了彰显男儿本色的黑色腿毛。手拿银色金属质感得 MacBook Pro，外加一双小白鞋。看着那稀少的发量，在灯光的照耀下，甚至还有点反光。透过那从容不迫的脸色。

我内心不忍一颤，今天怕是要遇到人了。整整一个架构师的大叔呀。

果不其然，他手里拿着我的简历，快速的扫了一下，然后用眼角余光看了一下我，像是在掂量着什么。上来开口即问。

事务简介和原理

面试官: 看你简历描述精通 Mysql 优化方法，那你先说说你对Mysql的事务的了解吧。

我吒吒辉内心独自平静了一些，这个不难，就是一个事务定义和执行得调用的方法。殊不知后面的内容都是对我得严刑拷打。

吒吒辉： 好呢，数据库的事务是指一组sql语句访问各种数据项的数据库逻辑处理单元，在这组 SQL 操作中，要么全部执行成功，要么全部执行失败。

举个经典的例子就是转账，事务 A 要进行转账，那么，转出的账号要扣钱，转入的账号要加钱，这两操作要么同时执行成功，要么都全部执行失败。为得就是确保数据的一致性。

吒吒辉： 一般请求进入MySQL，都是根据不同请求类型先在服务层内部做数据处理，然后在由后台线程把数据刷到磁盘中。从而避免频繁的读写磁盘。

回答完毕后，自己笑笑的模一下头发，打理一下自己的发型，整理了一下脖子上得领结。

面试官：吆喝，这小子还有点料啊，敢在太岁头上动土，你还要反了天呀你。还在这欺负我头上的没头发。个小崽子。

面试官： 刚你提到了 MySQL 内部的工作，那你知道事务的特性吗？数据是如何刷盘？服务层数据如何修改？这样得工作模式有什么好处？怎么避免频繁写入? 读请求和写请求在服务层工作是一样的吗？

我内心一钝，这老秃驴，不要命啦，逮到这么问我。看来自己得正经点，感觉空气中弥漫着杀气腾腾的气息。

尴尬的冲他笑了一笑。立马说到

吒吒辉： 在Mysql中事务的四大特性主要包含：
原子性（Atomicity）
一致性（Consistent）
隔离性（Isalotion）
持久性(Durable)，简称为 ACID。由它们共同来保证数据的一致性。

面试官： 嗯，说说你对这四大特的理解？

吒吒辉：

原子性：故名思议原子是最小的元素单位，所以一个事务是一个不可拆分的最小工作单元。整个事务操作要么全部执行成功，要么全部失败回滚。

因执行成功和失败都是状态的变化，如果只有执行效果只有一半，数据就会不完整，从而违背了原子的特点。

一致性：指数据库从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态。要保证事务前后的状态要一致
隔离性：一个事务所做的修改在最终提交以前，对其他事务是不可见的。
持久性：一旦事务提交，则其所做的修改就会永久保存到磁盘上。是执行结果一直生效。

面试官： 那数据库底层是如何实现这四大特性的？

顿时,我望向他那张有点油腻的大脸，可他确实气定神闲的望着我，面相是多么的随和。此刻内心不断策马崩腾，第一个问题就给我整了这么多，后面可咋办？内心感觉悬了

吒吒辉：

原子性：由 undo log 保证，也称回滚日志，主要用于记录数据被修改前的信息

undo log 主要记录数据的逻辑变化。所以需要将之前的操作都记录下来，然后在发生错误或执行事务回滚时才能保证回滚到之前的操作。

面试官： 那这个请求过程是怎么实现的？

比如当写请求为 insert 操作进入到数据库服务层时，会先在缓冲池下面的写缓冲中进行数据的写入，然后先把写请求的物理语言写入到 read log中，并记录一条删除当前语句的逻辑语句到 undo log中。最后由 MySQL 后台线程定期刷新数据到磁盘里面。

但是这个写缓冲在5.5之前叫 插入缓冲，只针对 insert 优化; 现在对 update 和 delete更新操作都有效。现在叫做：写缓冲

面试官： 这个写缓冲有什么好处呢？

吒吒辉：
避免频繁磁盘I/O的写操作，如果没得这玩意，需要在磁盘里面读到数据，然后才能数据上面的修改。

但大多数场景下都是读多写少，如果在高并发的场景下，通过打包批次处理就能有效避免，在写操作处理时资源开销而影响到大量得读请求。

一致性： 由 Redo log 日志保证，也叫重做日志，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）,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会存到该日志中。假设有个表叫做t1(id,username) 现在要插入数据（3，'吒吒辉'）。

start transaction;
  //数据写入 写缓冲中
insert into t1 (id,username) values (3，'吒吒辉')
// 生成 重做日志 id =3 , username = '吒吒辉'
commit;

面试官： 那这 redo log 有什么作用？

为了提升性能，不会把每次的修改都实时同步到磁盘，而是会先存到Boffer Pool(缓冲池)里头，把这个当作缓存来用。然后使用后台线程去做缓冲池和磁盘之间的同步。

面试官： 那如果缓冲池的数据还没来得急同步就宕机或断电了怎么办？这样可是会导致丢部分已提交事务的修改信息！

吒吒辉： 所以引入redo log来记录已成功提交事务的修改信息，并且会把redo log持久化到磁盘，系统重启之后在读取redo log恢复最新数据

面试官： 可以举一个场景，怎么应用它们呢？

吒吒辉： 假如某个时刻数据库崩溃，在崩溃之前有相关事务在执行，一半已经提交，一半还未提交。当数据库重启进行 crash-recovery 时，就会通过 Redo log将已经提交事务的更改先载入到内存，然后再写到数据文件，而还没有提交的就通过 Undo log 进行 roll back。

面试官： 嗯，继续

此时，内心发毛。回答到这个程度，还面不改色，就一个继续打发我了？你可真是深造。

吒吒辉：

隔离性也叫多版本并发控制。

InnoDB的 MVCC ，是通过在每行记录的后面保存两个隐藏的列来实现的。这两个列，一个保存了行的创建时间，一个保存了行的过期时间（或删除时间），当然存储的并不是实际的时间值，而是系统版本号。
--摘自《高性能Mysql》这本书对MVCC的定义

面试官： 那不同的SQL请求，MySQL 是如何实现得？

吒吒辉：

select 请求根据系统当前的事务版本号去和数据列中版本号做对比，先过滤存在过期时间的数据列。然后取出满足小于或者等于当前版本号的记录。
insert innodb为每插入一行，就保留当前系统版本号为行版本
delete innodb为删除每一行，就保存当前系统版本号作为行删除标识。
update innodb为insert 插入一行新记录，保存当前系统版本号作为行版本号，同时保存当前系统版本号到原来的行作为行删除标识。

面试官： 那这个机制有什么好处？

吒吒辉：
它主要实现思想是通过数据多版本来做到读写分离。每个请求给到不同版数据来执行。从而实现不加锁读进而做到读写并行。
MVCC机制实现还需要依赖于 undo log与read view

undo log: undo log 中记录某行记录的多个版本的数据。

read view: 用来判断当前版本数据的可读性

面试官： 那你给我画个图看看

什么鬼，这玩意还画图。我用那水汪汪的大眼睛，直勾勾的看着他。只见他看口说到。

** 面试官：没明白吗？就是用白板笔画出原理图解

吒吒辉： 我急忙应和到。额额额，好

吒吒辉： 就这样，每个请求修改时就会对应一个版本。

面试官： 那这 MVCC 是如何保证多个版本数据得最终一致呢？

吒吒辉： 因数据操作为多个版本，所以它支持读写并行。

在请求进行事务操作前，会先入到读、写队列里面，然后再分别执行读写请求。若第一个写请求执行事务但未提交，但这时它就会拿到最新版本。

如果此时读请求进入也会直接执行，只不过读取数据时得系统版本就为未执行写请求的版本号，根据它来进行数据的读取。

这样在事务未进行提交前，所有读操作读取到的数据是一样的，因为它受系统当前版本控制。读取的都是同一个版本数据。

面试官： MySQL是多线程，那同时有多个线程修改同一行数据，这种情况怎么处理的？

吒吒辉： 一般如果系统达到并发执行的情况，对用户请求得要求是很高的，每秒至少得几万请求，如有并发问题产生。

假如事务 A、B 都要执行 update 操作，事务A先 update 数据时，会先获取行锁，锁定数据，当事务 B 要进行 update 操作时，也会尝试获取该数据行的行锁，但此时已经被事务A占有，故事务B只能 wait。

吒吒辉： 如事务A，是个很费时的大SQL，长时间没释放锁。那么事务 B 就会等待超时。

查询全局等待事务锁超时时间
SHOW GLOBAL VARIABLES LIKE 'innodb_lock_wait_timeout';

面试官： 这个是在 update 的where后的条件是在有索引的情况下吧？

吒吒辉： 嗯，是的，因为 innodb 的行数只有索引才会触发，锁定的是行锁

面试官： 那没有索引的条件下，就没办法快速定位到数据行呀？

吒吒辉： 若是没有索引的条件下，就会退化为表锁。然后获取所有行后，Mysql 再过滤符合条件的的行并释放锁。往后只有符合条件的行才持有锁。

吒吒辉： 这样就降低了并发度，并且性能开销也会很大。

吒吒辉： 而最后的一致性，实际上是通过原子性、持久性、隔离性来实现的

此刻，感觉自己多少放松了一些，内心有点小得意，感觉达到了巅峰时刻。然后再拿着面前的矿泉水，饮了一口，顺便擦了下汗水。一切是那么得行云流水。然而面试官那脸还是一沉不变，像是在酝酿着什么，这不又开始了。

MySQL 内核工作原理

面试官： 那请继续数据是如何刷盘？这样得工作模式是怎么避免频繁读写得?

吒吒辉： 说到数据刷盘，首先得谈下 innodb 缓冲池。

buffer pool 主要由数据、索引、插入缓冲、自适应哈希索引、锁等组成。

不同请求会根据 buffer pool里面对应部分数据来执行相关的操作。buffer pool中的数据会根据配置参数定期同步到磁盘中；只是这里刷盘的数据主要由 数据和日志 组成。

数据

* 由 innodb_max_dirty_pages_pct 参数决定。在说到这个之前，得说说脏页。

脏页指存在于内存中的数据，但未同步到持久化存储里面，因为数据库的数据用页来读取，故此称之为脏页。

innodb_max_dirty_pages_pct 参数可动态调整，最小值为0，最大值为99.99，默认值为 75。

根据缓冲池的大小和存储脏页的数量计算比例，如果满足了就调用后台线程把数据刷新到持久层当中里面。

这样做的好处就是合并其它数据页，从而提高写入的效率。

日志

由 innodb_flush_log_at_trx_commit 变量来控制日志缓冲刷新频繁程度。

0：把日志缓冲写到日志文件，并且每秒钟刷新一次持久化存储，但是事务提交时不做任何事。
1：将日志缓冲写到日志文件，并且每次事务提交都刷新到持久化存储。这是默认的(并且是最安全的)设置，该设置能保证不会丢失任何已经提交的事务，除非磁盘或者操作系统是“伪”刷新，即写入到磁盘缓冲。
2：每次提交时把日志缓冲写到日志文件，但是并不刷新到持久化存储。InnoDB 每秒做一次刷新到持久化存储。一般也会选2，如果MySQL进程“挂了”，2 不会丢失任何事务。如果整个服务器“挂了”或者断电了，则还是可能会丢失 1s 的事务。

为什么上面把日志缓冲写到日志文件，还没到持久化存储呢？

因为在大部分操作系统中，把日志缓冲写到日志文件只是简单地把数据从 InnoDB 的内存缓冲转移到了操作系统的缓存，也是在内存里，并没有真的把数据写到了持久化存储。所以还需要进行数据磁盘同步的刷写。

吒吒辉： 缓冲池是降低频繁得读写请求，这个得分情况来看：

读请求：请求首先在缓冲池下面找缓存的数据，从而避免每次访问都进行磁盘IO。
写请求：事务请求执行时，先根据日志缓冲配置的方式把数据记录到日志文件中，等数据的脏页达到一定比例或内存不够时，就会把数据落地磁盘上。
从而把大量磁盘的随机I/O改写为顺序I/O。
每次更新相关请求都基于 MVCC 特性拿到当前操作数据最新版本，从而并发执行多个版本。

面试官： 嗯嗯

瞬间感觉被榨干了，怎么都这样出招，幸好以前多少有点准备。忽然感觉自己身后开始滑落着汗滴。只见面试官看了看简历，脸上表情祥和，感觉在端详着什么。。。。

面试官： 小伙，这今天就面到这里，我看你好像有点热呀，先回去等通知吧

感情你老这才开胃呀！还能这样整。行不行你到是给句花呗。让我流这么多汗，我得喝多少水才补得回来，这不虚都被你搞虚。瞬间炸裂开来

吒吒辉： 这样啊，那好吧。。。。

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