MySQL事务提交过程
一、MySQL事务提交过程（一）
MySQL作为一种关系型数据库，已被广泛应用到互联网中的诸多项目中。今天我们来讨论下事务的提交过程。
由于mysql插件式存储架构，导致开启binlog后，事务提交实质是二阶段提交，通过两阶段提交，来保证存储引擎和二进制日志的一致。
此目录节点只讨论binlog未打卡状态下的提交流程，后续会讨论打开binlog选项后的提交逻辑。
测试环境
OS:WIN7
ENGINE:
bin-log：off
DB:
测试条件
set autocommit=0;
-- ---------------------------- -- Table structure for `user` -- ---------------------------- DROP TABLE IF EXISTS `user`; CREATE TABLE `user` ( `id` int(20) NOT NULL, `account` varchar(20) NOT NULL, `name` varchar(20) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `id` (`id`) USING BTREE, KEY `name` (`name`) USING BTREE ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
测试语句
insert into user values(1, 'sanzhang', '张三');
commit;
一般常用的DML：Data Manipulation Language 数据操纵语言，对表的数据进行操作，（insert、update、delete ）语句
和 DCL：Data Control Language 数据库控制语言（创建用户、删除用户、授权、取消授权）语句
和 DDL：Data Definition Language 数据库定义语言，对数据库内部的对象进行创建、删除、修改的操语句，
均是使用MySQL提供的公共接口mysql_execute_command，来执行相应的SQL语句。我们来分析下mysql_execute_command接口执行的流程：
mysql_execute_command { switch (command) { case SQLCOM_INSERT: mysql_insert(); break; case SQLCOM_UPDATE: mysql_update(); break; case SQLCOM_DELETE: mysql_delete(); break; ...... } if thd->is_error() //语句执行错误 trans_rollback_stmt(thd); else trans_commit_stmt(thd); }
从上述流程中，可以看到执行任何语句，最后都会执行trans_rollback_stmt或者trans_commit_stmt，这两个分别是语句回滚和语句提交。
语句提交，对于非自动模式下，主要有两个作用：
1、释放autoinc锁，这个锁主要用来处理多个事务互斥的获取自增序列。因此，无论最后执行的是语句提交还是语句回滚，该资源都是需要立马释放掉的。
2、标识语句在事务中的位置，方便语句级回滚。执行commit后，可以进入commit流程。
现在看下具体的事务提交流程：
mysql_execute_command trans_commit_stmt ha_commit_trans(thd, FALSE); { TC_LOG_DUMMY:ha_commit_low ha_commit_low() innobase_commit { //获取innodb层对应的事务结构 trx = check_trx_exists(thd); if(单个语句，且非自动提交) { //释放自增列占用的autoinc锁资源 lock_unlock_table_autoinc(trx); //标识sql语句在事务中的位置，方便语句级回滚 trx_mark_sql_stat_end(trx); } else 事务提交 { innobase_commit_low() { trx_commit_for_mysql(); <span style="color: #ff0000;">trx_commit</span>(trx); } //确定事务对应的redo日志是否落盘【根据flush_log_at_trx_commit参数，确定redo日志落盘方式】 trx_commit_complete_for_mysql(trx); trx_flush_log_if_needed_low(trx->commit_lsn); log_write_up_to(lsn); } } }
trx_commit trx_commit_low { trx_write_serialisation_history { trx_undo_update_cleanup //供purge线程处理，清理回滚页 } trx_commit_in_memory { lock_trx_release_locks //释放锁资源 trx_flush_log_if_needed(lsn) //刷日志 trx_roll_savepoints_free //释放savepoints } }
MySQL是通过WAL方式，来保证数据库事务的一致性和持久性，即ACID特性中的C(consistent)和D(durability)。
WAL（Write-Ahead Logging）是一种实现事务日志的标准方法，具体而言就是:
1、修改记录前，一定要先写日志；
2、事务提交过程中，一定要保证日志先落盘，才能算事务提交完成。
通过WAL方式，在保证事务特性的情况下，可以提高数据库的性能。
从上述流程可以看出，提交过程中，主要做了4件事情，
1、清理undo段信息，对于innodb存储引擎的更新操作来说，undo段需要purge，这里的purge主要职能是，真正删除物理记录。在执行delete或update操作时，实际旧记录没有真正删除，只是在记录上打了一个标记，而是在事务提交后，purge线程真正删除，释放物理页空间。因此，提交过程中会将undo信息加入purge列表，供purge线程处理。
2、释放锁资源，mysql通过锁互斥机制保证不同事务不同时操作一条记录，事务执行后才会真正释放所有锁资源，并唤醒等待其锁资源的其他事务；
3、刷redo日志，前面我们说到，mysql实现事务一致性和持久性的机制。通过redo日志落盘操作，保证了即使修改的数据页没有即使更新到磁盘，只要日志是完成了，就能保证数据库的完整性和一致性；
4、清理保存点列表，每个语句实际都会有一个savepoint(保存点)，保存点作用是为了可以回滚到事务的任何一个语句执行前的状态，由于事务都已经提交了，所以保存点列表可以被清理了。
关于mysql的锁机制，purge原理，redo日志，undo段等内容，其实都是数据库的核心内容。
MySQL 本身不提供事务支持，而是开放了存储引擎接口，由具体的存储引擎来实现，具体来说支持 MySQL 事务的存储引擎就是 InnoDB。
存储引擎实现事务的通用方式是基于 redo log 和 undo log。
简单来说，redo log 记录事务修改后的数据, undo log 记录事务前的原始数据。
所以当一个事务执行时实际发生过程简化描述如下：
- 先记录 undo/redo log，确保日志刷到磁盘上持久存储。
- 更新数据记录，缓存操作并异步刷盘。
- 提交事务，在 redo log 中写入 commit 记录。
在 MySQL 执行事务过程中如果因故障中断，可以通过 redo log 来重做事务或通过 undo log 来回滚，确保了数据的一致性。
这些都是由事务性存储引擎来完成的，但 binlog 不在事务存储引擎范围内，而是由 MySQL Server 来记录的。
那么就必须保证 binlog 数据和 redo log 之间的一致性，所以开启了 binlog 后实际的事务执行就多了一步，如下：
- 先记录 undo/redo log，确保日志刷到磁盘上持久存储。
- 更新数据记录，缓存操作并异步刷盘。
- 将事务日志持久化到 binlog。
- 提交事务，在 redo log 中写入commit记录。
这样的话，只要 binlog 没写成功，整个事务是需要回滚的，而 binlog 写成功后即使 MySQL Crash 了都可以恢复事务并完成提交。
要做到这点，就需要把 binlog 和事务关联起来，而只有保证了 binlog 和事务数据的一致性，才能保证主从数据的一致性。
所以 binlog 的写入过程不得不嵌入到纯粹的事务存储引擎执行过程中，并以内部分布式事务（xa 事务）的方式完成两阶段提交。
二、MySQL事务提交过程（二）
前一章节我们介绍了在关闭binlog的情况下，事务提交的大概流程。之所以关闭binlog，是因为开启binlog后事务提交流程会变成两阶段提交，这里的两阶段提交并不涉及分布式事务，当然mysql把它称之为内部xa事务（Distributed Transactions），与之对应的还有一个外部xa事务。
这里所谓的两阶段提交分别是prepare阶段和commit阶段。
内部xa事务主要是mysql内部为了保证binlog与redo log之间数据的一致性而存在的，这也是由其架构决定的(binlog在mysql层，而redo log 在存储引擎层)；
外部xa事务则是指支持多实例分布式事务，这个才算是真正的分布式事务。
既然是xa事务，必然涉及到两阶段提交，对于内部xa而言，同样存在着提交的两个阶段。
下文会结合源码详细解读内部xa的两阶段提交过程，以及各种情况下，mysqld crash后，mysql如何恢复来保证事务的一致性。
测试环境在前章节的基础上加了：
配置文件参数：
log-bin=D:\mysql\log\5-6-21\mysql-bin binlog_format=ROW set autocommit=0; innodb_support_xa=1 sync_binlog=1； innodb_flush_log_at_trx_commit=1；
【innodb_flush_log_at_trx_commit=1，sync_binlog=1
不同的模式区别在于，写文件调用write和落盘fsync调用的频率不同，所导致的后果是mysqld 或 os crash后，不严格的设置可能会丢失事务的更新。
双一模式是最严格的模式，这种设置情况下，单机在任何情况下不会丢失事务更新。】
prepare阶段：
1.设置undo state=TRX_UNDO_PREPARED； //trx_undo_set_state_at_prepare调用
2.刷事务更新产生的redo日志；【步骤1产生的redo日志也会刷入】
MYSQL_BIN_LOG::prepare ha_prepare_low { engine: binlog_prepare innobase_xa_prepare mysql: trx_prepare_for_mysql { 1.trx_undo_set_state_at_prepare //设置undo段的标记为TRX_UNDO_PREPARED 2.设置事务状态为TRX_STATE_PREPARED 3.trx_flush_log_if_needed //将产生的redolog刷入磁盘 } }
commit阶段：
1.将事务产生的binlog写入文件，刷入磁盘；
2.设置undo页的状态,置为TRX_UNDO_TO_FREE或TRX_UNDO_TO_PURGE; // trx_undo_set_state_at_finish调用
3.记录事务对应的binlog偏移，写入系统表空间; //trx_sys_update_mysql_binlog_offset调用
MYSQL_BIN_LOG::commit ordered_commit { 1.FLUSH_STAGE flush_cache_to_file // 刷binlog 2.SYNC_STAGE sync_binlog_file //Call fsync() to sync the file to disk. 3.COMMIT_STAGE ha_commit_low { binlog_commit innobase_commit trx_commit(trx) { trx_write_serialisation_history(trx, mtr); //更新binlog位点，设置undo状态 trx_commit_in_memory(trx, lsn); //释放锁资源，清理保存点列表，清理回滚段 } } }
在任何情况下（机器掉电）mysqld crash或者os crash，MySQL仍然能保证数据库的一致性。数据的一致性是如何做到的哪？正是二阶段提交。
我们结合几种场景来分析下二阶段提交是如何做到的：
1.prepare阶段，redo log落盘前，mysqld crash
2.prepare阶段，redo log落盘后，binlog落盘前，mysqld crash
3.commit阶段，binlog落盘后，mysqld crash
对于第一种情况，由于redo没有落盘，毫无疑问，事务的更新肯定没有写入磁盘，数据库的一致性受影响；
对于第二种情况，这时候redo log写入完成，但binlog还未写入，事务处于TRX_STATE_PREPARED状态，这是提交还是回滚呢？
对于第三种情况，此时，redo log和binlog都已经落盘，只是undo状态没有更新，虽然redo log和binlog已经一致了，事务是否应该提交？
我们结合mysqld异常重启后的执行逻辑以及关键的源代码。
对于第三种情况，我们可以搜集到未提交事务的binlog event，所以需要提交；
对于第二种情况，由于binlog未写入，需要通过执行回滚操作来保证数据库的一致性。
异常重启后，如何判断事务该提交还是回滚
1.读binlog日志，获取崩溃时没有提交的event； //info->commit_list中含有该元素
2.若存在，则对应的事务要提交；否则需要回滚。
判断事务提交或回滚源码如下：
上面讨论了两阶段提交的基本流程，以及服务器异常crash后，mysql如何重启恢复保证binlog和数据的一致性。
简而言之，对于异常的xa事务，若binlog已落盘，则事务应该提交；binlog未落盘，则事务就应该回滚。
//异常重启后，回滚流程
innobase_rollback_by_xid rollback_by_xid trx_rollback_resurrected trx_rollback_active row_undo { //从回滚页获取undo记录 //分析undo记录类型 if (insert) row_undo_ins else row_undo_mod }
//异常重启后，提交流程
commit_by_xid
trx_commit_for_mysql
//写binlog接口
handler.cc:binlog_log_row sql/binlog.cc:commit mysys/my_sync:my_sync sql/binlog.cc:sync_binlog_file handler/ha_innodb.cc:innobase_xa_prepare
binlog日志文件是为了解决MySQL主从复制功能而引入的一份新日志文件，它包含了引发数据变更的事件日志集合。
从库请求主库发送 binlog 并通过日志事件还原数据写入从库，所以从库的数据来源为 binlog。
这样 MySQL 主库只需做到 binlog 与本地数据一致就可以保证主从库数据一致（暂且忽略网络传输引发的主从不一致）。
本文整理自：
https://www.cnblogs.com/exceptioneye/p/5451960.html
https://www.cnblogs.com/exceptioneye/p/5451976.html
