Mysql基础：Mysql架构与事务

Mysql 逻辑架构

第一层并不是Mysql独有，大多数基于网络的客户端/服务器工具或者服务器都有类似的架构

第二层是Mysql核心部分，包括查询解析，分析，优化，缓冲，以及所有内置函数都在这一层实现，所有跨存储引擎的功能都在这一层实现

第三层主要是存储引擎，存储引擎负责Mysql中的数据存储和提取，每个存储引擎都有它的优势和劣势，服务器通过API与存储引擎进行通信

连接管理和安全性

当客户端连接到Mysql时，服务器需要对其进行认证，认证基于用户名，原始主机信息和密码，如果客户端认证成功，服务器会继续验证该客户端是否具有执行某些特定查询的权限。

优化与执行

Mysql 会解析查询，并创建内部数据结构，解析树，然后对其进行各种优化，包括重写查询，决定表的读取顺序，以及选择合适的索引等。

在解析查询之前，服务器会先检查查询缓存，如果能够在其中找到对应的查询，服务器就不必在执行查询解析，优化，和执行整个过程，而是直接返回查询缓冲中的结果集。

并发控制

无论何时，只要有多个查询需要在同一时刻修改数据，都会产生并发控制的问题，Mysql在两个层面进行并发控制：服务器层和存储引擎层

读写锁

并发控制的解决思路很简单，在处理并发读或者写时，可以通过一个有两种类型的锁组成的锁系统来解决问题，这两种类型通常被称为共享锁和排它锁，也叫读锁和写锁

读锁：读锁是共享的，或者说是互相不阻塞的，多个客户端同时读取一个资源时，互不干扰

写锁：写锁是排他的，写锁会阻塞其他的写锁和读锁，处于安全策略考虑，只有这样，才能确保在给定时间里，只有一个人能执行写入。

锁粒度

提高共享资源的并发性的方式就是让锁定的对象具有选择性，尽量只锁定需要修改的部分数据，而不是全部资源，能够有效的提高并发，目前大多数和商业引擎施加的都是行级别的锁，下面介绍两种锁的粒度：

表锁（table lock）：他会锁定整张表，在一个用户进行写操作前，需要先获得写锁，这会阻塞其他用户对该表的室友读写操作，只有没有写锁时，其他用户才能获得读锁，读锁之间是不互相阻塞的

行级别锁（row lock）：行级别的锁可以最大程度支持并发处理，行级别的锁只能在存储引擎层实现

事务

事务是一组原子性的Sql查询，或者说是一个独立的工作单元，事务内的语句，要么全部执行成功，要么全部执行失败

事务特性

事务具有四大特性（ACID）：

原子性（atomicity）:一个事务必须被视为一个不可分割的最小单元，整个事务中的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚，对一个事务来说，不可能只执行其中一部分，这就是事务的原子性

一致性（consistency）：数据库总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态

隔离性（isolation）：通常来说一个事物所做的修改对另外一个事务来说是不可见的

持久性（durability）：一旦事务提交，则其所作的修改就会永久性的保存到数据库中，及时系统崩溃，修改的数据也不会丢失

隔离级别

隔离级别，较低的隔离级别通常可以执行更高的并发，系统开销也更低，下面介绍四种隔离级别：

未提交读（READ UNCOMMITTED）：事务的修改，即使没有提交，对其他事务也都是可见的，事务可以读取未提交的数据，这也被称为脏读，这个级别通常来说有很多问题，实际应用中很少使用

提交读（READ COMMITTED）：事务从开始到提交之前，对其他事务都是不可见的，这种级别也叫不重复读，因为两次执行相同的查询，可能会得到不同的结果

可重复读（REPEATABLE READ）：保证在同一个事务中多次读取相同的记录结果是一致的，但是可重复度还是会出现幻读，所谓幻读，就是指当某个事务在读取某个范围内的记录时，另外一个事务又在该范围插入新的记录，但之前的事务再次读取该范围时，会产生幻行，InnoDB通过MVCC来解决幻读的问题。

可串行化（SERIALIZABLE）：SERIALIZABLE在读取没遗憾数据都加上锁，实际应用中很少使用这个级别的数据，只有在非常需要确保数据一致性而且可以接受没有并发的情况下，才考虑该级别

死锁

死锁：死锁是指两个或者多个事务在同一资源上相互占用，并请求锁定对方占用资源，从而导致恶性循环的现象。死锁会造成非常慢的查询 InnoDB解决死锁的方式是持有最少行级别的排它锁事务进行回滚。

事物日志

事务日志可以帮助提高事务效率，使用事务日志，存储引擎在修改表的数据时只需要修改其内存拷贝，再把该修改行为记录到持久在硬盘上的事务日志中，事务日志采用追加的方式，因此在写入磁盘上市使用的是一块顺序的IO，而不是随机的IO需要在磁盘上多个地方移动磁头，因此使用事务日志的方式相对来说要快很多。

事务日志持久化后，内存修改的数据在后台可以慢慢刷回磁盘，目前大多数存储引擎都是这样实现的，我们称为预写式日志，修改数据需要写两次磁盘。

Mysql中的事务

自动提交：也就是说，如果不是显示的开始一个事务，则每个查询都被当做一个事务执行一次提交操作。在事务中混合使用存储引擎：非事务型存储引擎变更后就无法撤销，这时候mysql只有在回滚的时候发出警告。

隐式和显式锁定：在事务执行过程中，随时都可以执行锁定，锁只有在commit或者rollback时候才会被释放，而且是统一是同所有的锁被释放