MySQL事务处理：ACID属性基础与实现概览

前言

​ 本文核心思想就是介绍一下 Mysql ACID 的实现，至于事务、锁、redo 的底层结构及实现原理，后面会单独出文章介绍。之所以这样是不希望一篇文章过长，在闲暇时间就可轻易掌握一个知识点。

ACID 介绍

​ ACID 是数据库管理系统（DBMS）中事务处理的四个关键属性的首字母缩写，它们分别是：

1. 原子性（Atomicity）: 原子性确保事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不执行。如果事务中的任何一个操作失败，整个事务都会回滚到开始状态，就像这个事务从未执行过一样。这保证了不会出现只完成部分操作的情况。
2. 一致性（Consistency）: 一致性确保事务从一个一致的状态转换到另一个一臀的状态。在事务开始之前和结束之后，数据库的完整性约束都必须保持不变。这意味着事务执行的结果必须符合所有预定义的规则，例如数据类型、触发器、约束等。
3. 隔离性（Isolation）: 隔离性确保并发执行的事务彼此独立，事务的中间状态对其他事务不可见。这可以通过多种隔离级别实现，包括读未提交（read uncommitted）、读已提交（read committed）、可重复读（repeatable read）和串行化（serializable）。不同的隔离级别可能会导致不同的并发问题，如脏读、不可重复读和幻读。
4. 持久性（Durability）: 持久性确保一旦事务被提交，它对数据库的更改就是永久性的，即使系统发生故障也不会丢失。数据库系统通常通过将事务日志写入非易失性存储来实现这一点，以确保即使在系统崩溃后也能恢复已提交的事务。

ACID 实现原理

原子性（Atomicity）

​ MySQL通过undo日志实现原子性。Undo日志记录了事务中的每个修改操作，以便在事务失败时能够执行相应的逆向操作，将数据库状态恢复到事务开始之前。

undo log属于逻辑日志，它记录的是sql执行相关的信息。当发生回滚时，InnoDB会根据undo log的内容做与之前相反的工作：对于每个insert，回滚时会执行delete；对于每个delete，回滚时会执行insert；对于每个update，回滚时会执行一个相反的update，把数据改回去。

​ 题外话：事务不宜过大。一方面：事务过大的时候会产生大量的回滚日志，事务回滚的时候由于要沿着undo链条进行回溯，过大的事务日志会导致这个时间过长从而影响性能。另一方面：事务过大会导致主从延迟边长。

隔离性（Isolation）

​ 隔离性通过锁机制和多版本并发控制（MVCC）来实现。锁机制确保事务在修改数据时，其他事务不能同时修改同一数据。MVCC允许在不阻塞读操作的情况下，通过维护数据的多个版本来实现并发控制。

​ 可以从一下两个方面对隔离性进行考虑：

1. 事务并发写：使用锁保证
2. 事务并发读写：使用 MVCC 进行保证

持久性（Durability）

​ 持久性由redo日志（重做日志）来保证。Redo日志记录了事务对数据库所做的修改，确保在系统故障后，这些修改可以被重新应用到数据库中。

一致性（Consistency）

​ 一致性（consistency）是目的，原子性（atomicity）、隔离性（isolation）、持久性（durability）是手段。即通过原子性、隔离性、持久性来保证一致性。

结论

​ ACID属性是数据库事务处理的黄金标准，MySQL通过其内部机制精心实现了这些属性。理解这些原理对于数据库管理员和开发者来说至关重要，它们有助于设计出高效、可靠的数据库应用。

Reference

1. MySQL官方文档：MySQL ACID
2. 博客园：深入学习MySQL事务：ACID特性的实现原理
3. 李学团博客：[MySQL教程(十)—MySQL ACID 实现原理]