五~九（完结）

五、索引和算法

略

六、锁

lock和latch

latch一般称为闩锁（轻量级的锁），因为其要求锁定的时间必须非常短。若持续的时间长，则应用的性能会非常差。在InnoDB引擎中，latch又可以分为 mutex（互斥量）和 rwlock（读写锁）。其目的是用来保证并发线程操作临界资源的正确性，并且通常没有死锁检测的机制。

lock的对象是事务，用来锁定的是数据库中的对象，如表、页、行。并且一般lock的对象仅在事务commit或rollback后进行释放（不同事务隔离级别释放的时间可能不同），此外，lock正如在大多数数据库中一样，是有死锁机制的。

	lock	latch
对象	事务	线程
保护	数据库内容	内存数据结构
持续时间	整个事务过程	临界资源
模式	行锁、表锁、意向锁	读写锁、互斥量
死锁	通过waits-for graph、time out等机制进行死锁检测与处理	无死锁检测与处理机制。仅通过应用程序加锁的顺序（lock leveling）保证无死锁的情况发生
存在于	Lock Manager的哈希表中	每个数据结构的对象中

InnoDB支持一种额外的锁方式，称之为意向锁。将锁定的对象分为多个层次，意向锁意味着希望在更细力度上进行加锁。

如果将上锁的对象看成一棵树，那么对最下层的对象上锁，首先需要对粗粒度的对象上锁。

一致性非锁定读：

在MySQL的InnoDB存储引擎中，一致性非锁定读（Consistent Non-Locking Read）是一种读取数据的方式，它不会对读取的数据加锁，因此不会阻止其他事务对这些数据进行修改。这种读取方式是通过多版本并发控制（MVCC，Multi-Version Concurrency Control）实现的。

在一致性非锁定读中，InnoDB会读取数据的最新提交版本，即使有其他事务正在修改这些数据。这样，读取操作不会等待其他事务完成，也不会阻止其他事务对数据进行修改。读取操作只会看到在读取时已经提交的数据版本，不会看到未提交的数据版本。

一致性非锁定读的优点在于它提高了并发性能，允许多个事务同时对数据进行读取和修改，而不会产生冲突。然而，由于读取操作不会看到未提交的数据版本，因此可能会读取到不一致的数据。如果需要确保读取到一致的数据，可以使用一致性锁定读（Consistent Locking Read）或者串行化（Serializable）隔离级别。

总的来说，一致性非锁定读适用于读取频繁但修改较少的情况，可以提高并发性能和吞吐量。但在需要确保数据一致性的情况下，应该使用其他读取方式或者适当的隔离级别。

一致性锁定读：显式地对数据库读取操作进行加锁以保证数据逻辑的一致性，而这要求数据库支持加锁语句，即使是对于SELECT的只读操作。InnoDB存储引擎对于SELECT语句支持两种一致性的锁定读操作：

• select ... form update
  • 对读取的行记录加一个X锁，其他事务不能对已锁定的行加上任何锁
• select ... lock in share mode
  • 对读取的行记录加一个S锁，其他事务可以向被锁定的行加S锁，但是如果加X锁，则会被阻塞

行锁的三种算法

• record lock：单个行记录上的锁
• gap lock：间隙锁，锁定一个范围，但不包含记录本身
• next key lock：gap lock + record lock，锁定一个范围，并且锁定记录本身
  • 例如一个索引有 10,11,13,20 四个值，那么该索引可能被 next key locking 的区间为：

(-无穷，10 ]

(10,11)

(11,13]

(13,20]

(20,+无穷)

七、事务

事务分类：

• 扁平事务：最简单的一种，使用最频繁。
  • 所有操作都处于同一层次，其间的操作是原子的
  • 主要限制是不能提交或者回滚事务的某一部分，或者分几个步骤提交
• 带有保存点的扁平事务
  • 支持扁平事务操作外，还允许事务执行过程中回滚到同一事务中较早的一个状态。保存点（savepoint）用来统治系统应该记住事务当前的状态，以便发生错误时，事务能回到保存点当时的状态
• 链事务
  • 可视为保存点事务的一种变种。带有保存点的扁平事务，当发生系统崩溃时，所有保存点都将小时，因为此保存点是易失的，而非持久的。
  • 思想：在提交一个事务时，释放不需要的数据对象，将必要的处理上下文隐式地传给下一个要开始的事务。注意，提交事务操作和开始下一个事务操作将合并为一个原子操作。这意味着下一个事务将看到上一个事务的结果。
  • 区别：带有保存点的扁平事务可以回滚到任意正确的保存点，而链事务的回滚仅限于当前事务，即只能回滚到最近一个的保存点。
• 嵌套事务
  • 是一个层次结构框架。由一个顶层事务控制着各个层次的事务。顶层事务之下嵌套的事务被称为子事务，其控制每一个局部的变换。
  • 实际的工作交由叶子节点来完成，只有叶子节点的事务才能访问数据库、发送消息、获取其他类型的资源。而高层的事务仅负责逻辑控制，决定何时调用相关的子事务。
• 分布式事务
  • 在一个分布式环境下运行得扁平事务，因此需要根据数据所在位置访问网络中的不同节点

八、备份和恢复

备份方法的不同分类：

• 热备份（在线备份）
  • 在数据库运行中直接备份
• 冷备份（离线备份）
  • 数据库停止的情况下
• 温备份
  • 在数据库运行中进行，但会对数据库操作有营销

按照备份后文件的内容分类：

• 逻辑备份
  • 文件内容可读，一般是文本文件，内容由一条条SQL语句或者是表内实际数据组成
• 裸文件备份
  • 物理文件

按照备份数据库的内容分类：

• 完全备份
• 增量备份
• 日志备份

九、性能调优

• 选择合适的CPU
• 内存的重要性
• 硬盘对数据库性能的影响
• 合理地设置RAID
• 操作系统的选择也很重要
• 不同文件系统对数据库的影响
• 选择合适的基准测试工具