MySQL架构与历史

MySQL最重要，最与众不同的特性是它的存储引擎架构，这种架构的设计将查询处理，及其其他系统任务和数据的存储/提取相分离。这种处理和存储分离的设计可以在使用时根据性能，特性，以及其他需求来选择数据的存储方式。

MySQL逻辑架构

第二层架构是MySQL比较有意思的地方，大多数的mysql的核心服务功能都在这一层，包括查询解析，分析，优化，缓存以及所有的内置函数，所有的跨存储引擎的功能都在这一层实现：存储过程，触发器，视图等。

第三层包含了存储引擎，存储引擎负责mysql中数据的存储和提取。

并发控制

读写锁

读锁是共享的，写锁是排他的。

锁粒度

一种提高共享资源的并发性的方式就是让锁定对象更有选择性，尽量只锁定需要修改的部分数据，而不是所有资源。

锁定的数据量越少，则系统的并发程度越高。

我们需要知道加锁也是要消耗资源的。

所以所谓的锁策略就是在锁的开销与数据的安全性之间寻求平衡。

表锁

表锁是MySQL中最基本的锁策略，他会锁定整张表。

写锁比读锁有更高的优先级

行级锁

行级锁可以最大程度地支持并发处理。

四种隔离级别

  1. READ UNCOMMITTED（未提交读）

事务可以读取未提交的数据，这也叫脏读。

  1. READ COMMITED（提交读）

一个事务开始时，只能看见已提交的事务所做的修改。也叫不可重复读

  1. REPEATABLE READ（可重复读）MYSQL默认事务隔离级别

可重复读解决了脏读的问题，

但是无法解决幻读，所谓幻读就是指当前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内插入了新的记录，当之前的事务再次读取该范围的记录时，就会产生幻行。

两个并发事务A、B。在T1这个时刻，事务A通过筛选条件获取到的记录是10条。此时并发事务B往数据库插入一条满足事务A查询条件的记录。这时A还没有结束，在事务内再次获取数据时以相同的条件筛选，结果筛选出了11条记录。这就是幻读。

  1. SERIALIZABLE（可串行化）

是最高的隔离级别，他通过强制事务串行执行，避免了前面所说的幻读问题。简单来说，SERIALIZABLE会在读取每一行数据上都加锁，所以就可能导致大量的超时和锁争用的问题

SQL隔离级别

隔离级别脏读可能性不可重复读可能性幻读可能性加锁读
READ UNCOMMITTTEDYYYN
READ COMMITEDNYYN
REPEATABLE READNNYN
SERIALZABLENNNY

多版本并发控制MVCC

MVCC的实现，是通过保存数据在某个时间点的快照来实现。也就是说，不管需要执行多长时间，每个事务看到的数据都是一致的。

下面我们就介绍innodb的mvcc

innodb的mvcc是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的。

  • 这两个列，一个保存了行的创建时间，一个保存了行的过期时间。当然存储的并不是实际的时间值，而是系统的版本号。每开始一个新的事务，系统版本号都会自动递增。
  • 事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号，用来和查询到的每行记录的版本号进行比较。

下面我们看一下在可重复读的隔离级别下，mvcc具体是如何操作的：

SELECT：

innodb会根据以下两个条件检查每行记录：

  1. innodb只查找版本号早于（小于等于）当前事务的数据行，这样呢就能保证事务读取的行，要么是在事务开始前已经存在的，要么是事务自身插入或者修改过的。
  2. 行的删除版本要么未定义，要么大于当前事务版本号。这可以保证事务读取到的行，在事务开始之前未被删除。（我再解释解释：就是说你当前读的这个数据，要么过期时间是空的，要么过期时间是大于当前事务的版本号的，这样你就可以去读了。）

只有符合上面两个条件的记录，才能返回作为查询结果。

INSERT

innodb为新插入的每一行保存当前的系统版本号为行版本号。

DELETE

innodb为删除的每一个行保存当前的系统版本号作为行删除标识。

️‍UPDATE

innodb为插入一行新记录，保存当前系统版本号作为行版本号，同时保存当前系统的版本号到原来的行作为行删除标识。

mvcc只在可重复读，提交读两个隔离级别下工作

mysql的存储引擎

innodb

innodb是MySQL的默认事务型引擎，也是最重要的，使用最广泛的存储引擎。他被设计用来处理大量的短期事务，短期事务大部分情况是正常提交的，很少会被回滚。 innodb的性能和自动崩溃恢复特性，使得他在非事务型存储需求中也很流行。

innodb采用mvcc来支持高并发，并且实现四个标准的隔离级别。其默认级别是可重复读，并且通过间隙锁策略防止幻读的出现。间隙锁使得innodb不仅仅锁定查询涉及的行，还会对索引中的间隙进行锁定，以防止幻影行的插入 。

MyISAM存储引擎

其实在mysql5.1之前的版本单，myisam是默认的存储引擎。myisam提供了大量的特性，包括全文索引，压缩，空间函数等，但是myisam不支持事务和行级锁，而且有一个毫无疑问的缺陷就是奔溃后无法安全恢复。尽管myisam引擎不支持事务，不支持奔溃后的安全恢复，但他绝不是一无是处的，对于只读的数据，或者表比较小，可以忍受修复操作，则依然可以继续使用myisam 。