MySQL InnoDB引擎

1、逻辑存储结构
2、架构
a. 内存结构

Change Buffer的意义是什么?

与聚集索引不同,二级索引通常是非唯一的,并且以相对随机的顺序插入二级索引。同样,删除和更新可能会影响索引树中不相邻的二级索引页,如果每一次都操作磁盘,会造成大量的磁盘IO。有了ChangeBuffer之后,我们可以在缓冲池中进行合并处理,减少磁盘IO。

b. 磁盘结构
c. 后台线程
3、事务原理

事务是一组操作的集合,它是一个不可分割的工作单位,事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求,即这些操作要么同时成功,要么同时失败。

事物特性:

  • 原子性 (Atomicity)︰事务是不可分割的最小操作单元,要么全部成功,要么全部失败。
  • 一致性 (Consistency) :事务完成时,必须使所有的数据都保持一致状态。
  • 隔离性 (lsolation):数据库系统提供的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。
  • 持久性 (Durability):事务一旦提交或回滚,它对数据库中的数据的改变就是永久的。
a. redolog

重做日志,记录的是事务提交时数据页的物理修改,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 file) ,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存到该日志文件中,用于在刷新脏页到磁盘,发生错误时,进行数据恢复使用。

b. undolog

回滚日志,用于记录数据被修改前的信息,作用包含两个∶提供回滚和MVCC(多版本并发控制)。

undo log和redo log记录物理日志不一样,它是逻辑日志。可以认为当delete一条记录时,undo log中会记录一条对应的insert记录,反之亦然,当update一条记录时,它记录一条对应相反的update记录。当执行rollback时,就可以从undo log中的逻辑记录读取到相应的内容并进行回滚。

Undo log销毁: undo log在事务执行时产生,事务提交时,并不会立即删除undo log,因为这些日志可能还用于MVCC。

Undo log存储: undo log采用段的方式进行管理和记录,存放在前面介绍的 rollback segment回滚段中,内部包含1024个undo log segment。

4、MVCC
a. 基本概念

当前读:读取的是记录的最新版本,读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录,会对读取的记录进行加锁。对于我们日常的操作:select ... lock in share mode(共享锁),select... for update、update、insert、delete(排他锁)都是一种当前读。

快照读:简单的select (不加锁)就是快照读,快照读,读取的是记录数据的可见版本,有可能是历史数据,不加锁,是非阻塞读。

  • Read Committed:每次select,都生成一个快照读。
  • Repeatable Read:开启事务后第一个select语句才是快照读的地方。
  • Serializable:快照读会退化为当前读。

MVCC:全称Multi-Version Concurrency Control,多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本,使得读写操作没有冲突,快照读为MySQL实现MVCC提供了一个非阻塞读功能。MVCC的真体实现,还需要依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undo log日志、readView,

b. 隐式字段
c. undo log

undo log 日志

  • 回滚日志,在insert、update、delete的时候产生的便于数据回滚的日志。
  • 当insert的时候,产生的undo log日志只在回滚时需要,在事务提交后,可被立即删除。
  • 而update、delete的时候,产生的undo log日志不仅在回滚时需要,在快照读时也需要,不会立即被删除。

undo log 版本链:不同事务或相同事务对同一条记录进行修改,会导致该记录的undolog生成一条记录版本链表链表的头部是最新的旧记录,链表尾部是最早的旧记录。

d. read view

ReadView (读视图)是快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据,记录并维护系统当前活跃的事务(未提交的) id。

ReadView 中包含了四个核心字段:

不同的隔离级别,生成ReadView的时机不同:

|-----------------|-----------------------------------------|
| READ COMMITTED | 在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。 |
| REPEATABLE READ | 仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView,后续复用该ReadView, |

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