前言
课程学习过程中的总结，有点水，求轻喷。
一、ACID特性与案例
1.RDBMS事务ACID特性
事务(Transaction) 是由一组SQL语句组成的一个程序执行单元(Unit)， 它需要满足ACID特性。
- 原子性(Atomicity)：事务是一个不可再分割的工作单元，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。
- 一致性(Consistency)：数据库事务不能破坏关系数据的完整性以及业务逻辑上的一致性。
- 隔离性(Isolation)：多个事务并发访问时，事务之间是隔离的，一个事务不应该影响其它事务运行效果。
- 持久性(Durability)：在事务完成以后，该事务所对数据库所做的更改便持久的保存在数据库之中，并不会被回滚。
2.案例
我们可以设想一个例子，A给B转100元，需要执行的操作是A的账户减100元，B的账户加100元，如果我们的转账行为要满足ACID：
- 原子性要求：假如A账户已经扣款，我们必须要保证B的账户加上100元，不能在A扣款后，B收不到钱，即A扣款和B加钱要么同时成功要么同时失败。
- 一致性要求：加入A账户余额小于100，我们要保证A的转账操作不会发生，即每个操作必须是合法的（A账户转账金额大于余额是不合法的），应该由一个有效状态到另一个有效状态。
- 隔离性要求：假如A和C同时给B转账，需要保证B能够同时接收到A和C的钱，即两个操作并发操作时，应该互不影响。
- 持久性要求：数据更新成功后，结果应该永久保留（即保存到非易失性介质中），不能因为宕机等情况丢失。
总的来说，ACID是事务的基本性质，必须要满足ACID特性，才能够保证事务的执行是正确的，不会发生意想不到的错误，也即ACID特性是事务正确性的前提。
二、发展历史
人工->文件->DB
1.DBMS模型
- 网状模型：用有向图表示实体和实体之间的联系的模型
- 层次模型：用树形结构表示实体与实体的层次关系
- 关系模型（关系型数据库）：将关系用二维表形式表示
三、关键技术
1.SQL引擎——Parser
主要包括词法分析、语法分析、语义分析等过程 词法分析主要是将SQL语句拆分为关键字、目标表、列名、常数、运算符等部分，语法分析分析出SQL语句各个部分的构成，再通过语义分析是否合法。
2.Optimizer
为什么使用Optimizer：可以有效简化计算和执行路径，有效提高SQL语句的执行性能。
（1）RBO（基于规则的优化器）
条件化简：通过数据流和执行流分析表达式最简单的形式，如a = 5 and b > a可以化简为a = 5 and b > 5。
表连接优化：总是小表先连接
Scan优化
（2）CBO（基于代价的优化器）
选择代价最低的执行方案
3.Executor
（1）火山模型：思路是向下访问（每个Operator访问下层Operator），向上求解（每个Operator求解出结果后返回上层） 优点：低耦合，逻辑简单 缺点：函数调用多，效率低 （2）向量化：一次计算一批数据，向上层返回一个向量 优点：性能更好（Cache命中率高、可以利用SIMD机制等） （3）编译执行
4.存储引擎：InnoDB（MySQL常用）
存储引擎负责了数据的底层存储、管理和访问工作。5.6之后的的版本MySQL默认存储引擎为Innodb,它具有支持事务,支持外键,支持行级锁以及崩溃恢复等特性,是目前比较优秀的存储引擎。
- Buffer Pool：存储引擎位于内存中的重要结构，用于缓存数据，减少磁盘IO的开销。在实际使用过程中采用了冷热分离机制，减少了热数据频繁切入切出的开销。
- Page：存储基本单位（类似于操作系统中的页机制）
- B+树：索引结构
5.事务引擎
- UndoLog：保证原子性，当原子操作未完成时，依赖Log进行回滚
- 锁：保证隔离性
- MVCC：保证隔离性，读写不阻塞，可以防止死锁
- 持久性：一是在事务提交前写入磁盘，二是维护Redo Log，若写入前发生故障，MySQL会根据Log重做事务。
