MySQL（一）MySQL中的隔離級別，事務詳解
MySQL的基礎語法，增刪改查就不多贅述了，我打算直接從事務開始，以後如果寫到了，再補充相關的知識。
參考文章：
https://www.cnblogs.com/songjy2116/p/7881294.html
https://blog.csdn.net/alexdamiao/article/details/51872477
目錄
4.為了保證Redo Log能夠有比較好的IO效能，InnoDB 的 Redo Log的設計有以下幾個特點：
一、什麼是事務？
- 事務：一個最小的不可再分的工作單元；通常一個事務對應一個完整的業務(例如銀行賬戶轉賬業務，該業務就是一個最小的工作單元)
- MySQL 事務主要用於處理操作量大，複雜度高的資料。
- 在 MySQL 中只有使用了 Innodb 資料庫引擎的資料庫或表才支援事務。
- 事務處理可以用來維護資料庫的完整性，保證成批的 SQL 語句要麼全部執行，要麼全部不執行。
- 事務用來管理 insert,update,delete 語句。
示例：銀行轉賬問題
建立 人員-金額 表如下：
現在丙要給乙轉賬500元，對應的sql如下：
UPDATE money set money = 500 where name = '丙'
UPDATE money set money = 1500 where name = '乙'這兩句sql必須要同時執行成功，如果其中一條失敗另外一條也不能成功執行，否則就會出現丙扣了錢但是乙沒有收到錢這種情 況，這個時候就需要用到事務，將這兩句sql放到同一個事務下。
二、事務四大特徵(ACID)
- 原子性(A)：事務是最小單位，不可再分
- 一致性(C)：事務要求所有的DML語句操作的時候，必須保證同時成功或者同時失敗
- 隔離性(I)：事務A和事務B之間具有隔離性
- 永續性(D)：是事務的保證，事務終結的標誌(記憶體的資料持久到硬碟檔案中)
三、事務的原理
原子性、一致性和永續性是通過redo 和 undo 日誌檔案實現的，不管是redo還是undo檔案都會有一個快取我們稱之為redo_buf和undo_buf。同樣，資料庫檔案也會有快取稱之為data_buf。
1.undo日誌檔案
undo記錄了資料在事務開始之前的值，當事務執行失敗或者ROLLBACK時可以通過undo記錄的值來恢復資料。例如 AA和BB的初始值分別為3，5。
A 事務開始
B 記錄AA=3到undo_buf
C 修改AA=1
D 記錄BB=5到undo_buf
E 修改BB=7
F 將undo_buf寫到undo(磁碟)
G 將data_buf寫到datafile(磁碟)
H 事務提交- 通過undo可以保證原子性、一致性和永續性
- 如果事務在F之前崩潰由於資料還沒寫入磁碟，所以資料不會被破壞。
- 如果事務在G之前崩潰或者回滾則可以根據undo恢復到初始狀態。
- 資料在任務提交之前寫到磁碟保證了永續性。
- 這裡有一個隱含的前提條件：‘資料都是先讀到記憶體中，然後修改記憶體中的資料，最後將資料寫回磁碟’。
- 但是單純使用undo保證原子性和永續性需要在事務提交之前將資料寫到磁碟，浪費大量I/O。
2. redo 日誌檔案
如果能夠將資料快取一段時間，就能減少IO提高效能。但是這樣就會喪失事務的永續性。因此引入了另外一
種機制來實現持久化，即Redo Log.
A 事務開始
B 記錄AA=3到undo_buf
C 修改AA=1 記錄redo_buf
D 記錄BB=5到undo_buf
E 修改BB=7 記錄redo_buf
F 將redo_buf寫到redo（磁碟）
G 事務提交- 通過undo保證事務的原子性，redo保證永續性。
- F之前崩潰由於所有資料都在記憶體，恢復後重新衝磁碟載入之前的資料，資料沒有被破壞。
- FG之間的崩潰可以使用redo來恢復。
- G之前的回滾都可以使用undo來完成。
3.Undo + Redo事務的特點
- 為了保證永續性，必須在事務提交前將Redo Log持久化。
- 資料不需要在事務提交前寫入磁碟，而是快取在記憶體中。
- Redo Log保證事務的永續性。
- Undo Log保證事務的原子性。
- 有一個隱含的特點，資料必須要晚於redo log寫入持久儲存。
Undo + Redo的設計主要考慮的是提升IO效能。雖說通過快取資料，減少了寫資料的IO. 但是卻引入了新的IO，即寫Redo Log的IO。如果Redo Log的IO效能不好，就不能起到提高效能的目的。
4.為了保證Redo Log能夠有比較好的IO效能，InnoDB 的 Redo Log的設計有以下幾個特點：
- 儘量保持Redo Log儲存在一段連續的空間上。因此在系統第一次啟動時就會將日誌檔案的空間完全分配。以順序追加的方式記錄Redo Log,通過順序IO來改善效能。
- 批量寫入日誌。日誌並不是直接寫入檔案，而是先寫入redo log buffer.當需要將日誌重新整理到磁碟時 (如事務提交),將許多日誌一起寫入磁碟.
- 併發的事務共享Redo Log的儲存空間，它們的Redo Log按語句的執行順序，依次交替的記錄在一起，以減少日誌佔用的空間。例如,Redo Log中的記錄內容可能是這樣的：
記錄1: <trx1, insert …>
記錄2: <trx2, update …>
記錄3: <trx1, delete …>
記錄4: <trx3, update …>
記錄5: <trx2, insert …>
- 因為第三個原因,當一個事務將Redo Log寫入磁碟時，也會將其他未提交的事務的日誌寫入磁碟。
- Redo Log上只進行順序追加的操作，當一個事務需要回滾時，它的Redo Log記錄也不會從Redo Log中刪除掉。
四、事務的隔離級別
| 事務隔離級別 | 髒讀 | 不可重複讀 | 幻讀 |
| 讀未提交（read-uncommitted） | 是 | 是 | 是 |
| 讀已提交（read-committed） | 否 | 是 | 是 |
| 可重複讀（repeatable-read） | 否 | 否 | 是 |
| 序列化（serializable） | 否 | 否 | 否 |
mysql預設的事務隔離級別為repeatable-read
五、不考慮隔離級別可能造成的後果
- 髒讀：事務A讀取了事務B更新的資料，然後B回滾操作，那麼A讀取到的資料是髒資料
- 不可重複讀：事務 A 多次讀取同一資料，事務 B 在事務A多次讀取的過程中，對資料作了更新並提交，導致事務A多次讀取同一資料時，結果 不一致。
- 幻讀：系統管理員A將資料庫中所有學生的成績從具體分數改為ABCDE等級，但是系統管理員B就在這個時候插入了一條具體分數的記錄，當系統管理員A改結束後發現還有一條記錄沒有改過來，就好像發生了幻覺一樣，這就叫幻讀。
小結：不可重複讀的和幻讀很容易混淆，不可重複讀側重於修改，幻讀側重於新增或刪除。解決不可重複讀的問題只需鎖住滿足條件的行，解決幻讀需要鎖表六、隔離性實現的原理
這部分內容涉及到鎖，資料庫引擎，mvcc等內容，在下篇部落格中單獨做一章總結。