MySQL中InnoDB引擎如何实现事务的ACID特性

程序员麦冬

2020年12月06日 16:08

前言：

说到事务的ACID，各位一定都不陌生，它们指的是原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability)。

原子性
- 根据定义，原子性是指一个事务是一个不可分割的工作单位，其中的操作要么都做，要么都不做。要么全部提交，要么全部回滚。
一致性
- 事务中操作的数据及状态改变是一致的，即写入资料的结果必须完全符合预设的规则,不会因为出现系统意外等原因导致状态的不一致。
隔离性
- 一个事务所操作的数据在提交之前，对其他事务的可见性设定（一般设定为不可见）
- MySQL中的隔离级别有：读未提交(Read Uncommitted)、读已提交(Read committed)、可重复读(Repeatable Read)、串行化(Serializable)。
持久性
- 事务的持久性是指事务⼀旦提交后，数据库中的数据必须被永久的保存下来。即使服务器系统崩溃或服务器宕机等故障。只要数据库重新启动，那么⼀定能够将其恢复到事务成功结束后的状态。

MySQL中我们常用的默认引擎一般是InnoDB，接下来就来看看在InnoDB引擎中是如何实现事务的这四大特性的。

InnoDB引擎架构(MySQL5.7)

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在说明InnoDB引擎是如何实现ACID之前，为了更好的理解，首先对InnoDB引擎架构中的某些部分有一些基本的认识。

缓冲池（Buffer Pool）

Buffer Pool中包含了磁盘中部分数据页的映射。
当从数据库读取数据时，会先从Buffer Pool中读取数据，如果Buffer Pool中没有，则从磁盘读取后放入到Buffer Pool中。
当向数据库写入数据时，会先写入到Buffer Pool中，Buffer Pool中更新的数据会定期刷新到磁盘中（此过程称为刷脏）。
日志缓冲区（Log Buffer）

当在MySQL中对InnoDB表进行更改时，这些更改首先存储在InnoDB日志缓冲区的内存中，然后写入通常称为重做日志（redo logs）的InnoDB日志文件中。
双写机制缓存（DoubleWrite Buffer）

Doublewrite Buffer是开在共享(系统)表空间的物理文件的 buffer,其大小是2MB.是一个一分为二的2MB空间。

刷脏操作开始之时,先进行脏页**‘备份’**操作.将脏页数据写入 Doublewrite Buffer.

将Doublewrite Buffer(顺序IO)写入磁盘文件中(共享表空间) 进行刷脏操作.(绝大多数是随机IO)
回滚日志(Undo Log)

Undo Log记录的是逻辑日志.记录的是事务过程中每条数据的变化版本和情况.

在Innodb 磁盘架构中Undo Log 默认是开在共享(系统)表空间的物理文件的Buffer.

在事务异常中断,或者主动(Rollback)回滚的过程中,Innodb基于 Undo Log进行数据撤销回滚,保证数据回归至事务开始状态.
重做日志(Redo Log)

Redo Log通常指的是物理日志，记录的是数据页的物理修改.并不记录行记录情况。（也就是只记录要做哪些修改，并不记录修改的完成情况）

当数据库宕机重启的时候，会将重做日志中的内容恢复到数据库中。