一文详解 MySQL 事务底层原理，全是干货，推荐收藏

迎面走来了你的面试官，身穿格子衫，挺着啤酒肚，发际线严重后移的中年男子。手拿泡着枸杞的保温杯，胳膊夹着 MacBook，MacBook 上还贴着公司标语：“我爱加班”。

面试开始，直入正题。

面试官： 看你简历上面写着精通 MySQL，我先问你事务的特性是什么？

老生常谈，这个还有谁不会背的吗？

我： 这个我知道，事务有四大特性，分别是原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability），简称 ACID。

原子性是指事务中所有操作要么全部成功，要么全部失败。

一致性是指事务执行前后，数据始终处于一致性状态，不会出现数据丢失。

隔离性是指事务提交前的中间状态对其他事务不可见，即相互隔离。

持久性是指事务提交后，数据的修改永久保存在数据库中。

面试官： 嗯，回答得不错。那你知道 MySQL 底层是怎么实现事务的四大特性？

这道题有点深了，需要背会 redo log、undo log、mvcc。

千万别说不知道这几个东西是干嘛用的。

不但要知道，还要跟事务扯上关系。

我： 原子性是 undo log 实现的，一致性是由代码逻辑层面保证的，隔离性是由 mvcc 实现的，持久性是基于 redo log 实现的。

Redo Log（重做日志）：

Redo Log 记录的是物理日志，也就是磁盘数据的修改。用来保证服务崩溃后，仍能把事务中变更的数据持久化到磁盘上。

如果没有 Redo Log 的话，会发生什么？

修改数据的过程就变成这样了：

1. 从磁盘加载数据到内存

2. 在内存中修改数据

3. 把新数据持久化到磁盘

这样做，会有严重的性能问题。

1. InnoDB 在磁盘中存储的基本单元是页，可能本次修改只变更一页中几个字节，但是需要刷新整页的数据，就很浪费资源。

2. 一个事务可能修改了多页中的数据，页之间又是不连续的，就会产生随机 IO，性能更差。

所以为了提高写入性能，于是就引入了 Redo Log。

看一下引入 Redo Log 后修改流程：

1. 从磁盘加载数据到内存

2. 在内存中修改数据

3. 把新数据写到 Redo Log Buffer 中

4. 把 Redo Log Buffer 中数据持久化到 Redo Log 文件中

5. 把 Redo Log 文件中数据持久化到数据库磁盘中

Undo Log（回滚日志）：

Undo Log 记录的是逻辑日志，用来回滚事务时，恢复到修改前的数据。

比如：当我们执行一条 insert 语句时，Undo Log 就记录一条相反的 delete 语句。

加入 Undo Log 之后的修改流程就是这样的：

MVCC（多版本并发控制，Multi-Version Concurrency Control）：

记录的是某个时间点上的数据快照，用来实现不同事务之间数据的隔离性。

提到隔离性，一定要说一下事务的隔离级别。

说事务隔离级别之前，必须要先说一下并发事务产生的问题：

脏读： 一个事务读到其他事务未提交的数据。

不可重复读： 多次读取相同的数据，得到的结果集不一致，即读到其他事务提交后的数据。

幻读： 相同的查询条件，多次读取的结果不一致，即读到其他事务提交后的数据。

不可重复读与幻读的区别是： 不可重复读是读到了其他事务执行 update、delete 后的数据，而幻读是读到其他事务执行 insert 后的数据。

隔离级别

Read UnCommitted（读未提交）： 读到其他事务未提交的数据，会出现脏读、不可重复读、幻读。

Read Committed（读已提交）： 读到其他事务已提交的数据，解决了脏读，会出现不可重复读、幻读。

Repeatable Read（可重复读）： 相同的数据，多次读取到的结果集一致。解决了不可重复读，还是会出现幻读。

Serializable（串行化）： 所有事务串行执行，解决了幻读。

再谈 MVCC：

MVCC 解决了读写冲突，实现了读写并行，提升了事务的性能。

由于 Read UnCommitted 隔离级别下，每次都读取最新的数据。而 Serializable 隔离级别下，对所有读取数据都加锁。这两种隔离级不需要 MVCC，所以 MVCC 只在 Read Committed 和 Repeatable Read 两种隔离级别下起作用。

MVCC 的实现方式通过两个隐藏列 trx_id（最近一次提交事务的 ID）和 roll_pointer（上个版本的地址），建立一个版本链。并在事务中读取的时候生成一个 ReadView（读视图），在 Read Committed 隔离级别下，每次读取都会生成一个读视图，而在 Repeatable Read 隔离级别下，只会在第一次读取时生成一个读视图。

InnoDB 如何解决幻读的？

先普及一下快照读和当前读。

当前读： 读取数据的最新版本，并对数据进行加锁。

例如：insert、update、delete、select for update

快照读： 读取数据的历史版本，不对数据加锁。

例如：select

在当前读的情况下，是通过加锁来解决幻读。

在快照读的情况下，是通过 MVCC 来解决幻读。

面试官： 还得是你，就你总结的全。今天的面试先到这吧，下一面要问你 MySQL 的锁，你准备一下。

本文知识点总结：