数据库笔记

本文主要分析在不牵扯分布式的情况下事务与一致性的实现办法。先说一下事务的ACID四个特性,即原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability)。
    其他的几个特性应该很好理解，但是一致性这个概念不太好理解，在这一致性指的是数据比较合理，在经过一系列的操作之后数据依然是我们想要看到的，并不是指的语法上的规则，常见的说明例子就是转账问题。
    redu和undo机制是数据库实现事务的基础。redu日志用来在断电/数据库崩溃等状况发生时重演一次刷数据的过程，把redo日志里的数据刷到数据库里，保证了事务的持久性（Durability）；undo日志是在事务执行失败的时候撤销对数据库的操作，保证了事务的原子性（Atomicity）。
    但是只有只有原子性和持久性是无法保证数据一致性的，例如：事务1对A用户加了100元，首先获取A的数据，但是这时事务2也对A加了100元，结果应该是加了200元，但是事务1覆盖了事务2，最后只加了100元，所以需要把两个事务隔离起来，即隔离性（Isolation），使的两个事务并发和串行执行的结果都是一致的。
    数据库使用锁的方式保证隔离性（也就是最终数据保证了一致性），InnoDB实现的方式有以下两种：
悲观锁控制
乐观锁（数据多版本）控制
悲观锁：拿来数据就先上锁，这样别的线程拿数据就会阻塞。像行锁，页锁，表锁以及共享锁，排它锁都是悲观锁。我们说的那些锁一般都是悲观锁。
乐观锁：悲观锁只是一种概念，其实没有锁，MySql默认其他线程不会改变数据，所以不加锁，只是在提交的时候判断是不是被更改过了，一般用版本戳（MVCC ）来实现乐观锁。

一，使用（悲观）锁控制
按照锁的使用方式分为共享锁和排它锁。
共享锁（Share Locks，S锁）：一个线程给数据加上共享锁后，其他线程只能读取数据，不能修改。
排它锁（eXclusive Locks，X锁）：一个线程给数据加上排它锁后，其他线程不能读取也不能修改。
没有锁：InnoDB所有的普通select都是快照读，都不加锁。
兼容性规则为：共享锁和共享锁兼容，排它锁和其他的锁都排斥。
    如果一个请求的锁模式与当前的锁兼容，InnoDB就将请求授予该事务，反之，如果两者不兼容，该事物就会等到锁释放。
    对于update，delete和insert语句，InnoDB会自动给涉及的数据加排它锁，所以如果插入操作卡住了也无法查询；
    对于普通的select语句，InnoDB不会加任何锁；
事务也可以通过以下语句手动的给事务加共享锁和排它锁：
    select * from table_name where  ... lock in share mode 会给事务加上共享锁；
    select * from table_name where ... for update 会给事务加上排它锁。
按照锁的粒度分为行锁和表锁以及间隙锁
行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的，只有通过索引条件来检索数据才会用到行锁，否则InnoDB将会使用表锁。
表锁：select * from table_nane where name = ‘小巷’  for update 。name字段不是唯一索引字段，所以是表锁。
行锁：select * from table_name where  id = 1 for update 。id 字段为唯一索引字段，所以使用的就是行锁，且是排它锁。
页锁（又叫Gap锁）：又称为间隙锁。所谓表锁锁表，行锁锁行，那么页锁折中，锁相邻的一组数据，可以用来防止幻读。
通过加锁控制，可以保证数据的一致性，但是同样一条数据，不论用什么样的锁，只可以并发读，并不可以读写并发（因为写的时候加的是排他锁所以不可以读），这时就要引入数据多版本控制了，也就是乐观锁这个概念。
    看完以上可能觉得有点，又是按照粒度又是按照使用方式分的。单独理解就行，没必要关联一下，另外上面说到的这些锁都算作是悲观锁的概念。
二，使用数据多版本（MVCC）控制
    使用锁控制并发时，只要是写数据的任务没有完成，数据就不可以被其他的任务获取，就连读数据的select操作也会阻塞，这对并发度要求较大的环境有很大的影响，为了解决这个问题引出了数据多版本。
数据多版本实现的原理是：
1，写任务发生时，首先复制一份旧数据，以版本号区分
2，写任务操作新克隆的数据，直至提交
3，并发读的任务可以继续从旧数据（快照）读取数据，不至于堵塞
排它锁 是 串行执行
共享锁 是 读读并发
数据多版本 是 读写并发

三，redo，undo，回滚段

在InnoDB的具体实现上，依赖redo日志，undo日志，回滚段（rollback segment）
redo日志的作用？
    数据库事务提交后，按照随机方式写入磁盘上性能太低，为了提高效率先写到redo日志里，再刷到磁盘上（此时变成了顺序写）。
假如我在提交事务时数据库崩溃了，重启时，会从redo日志里把没有刷到磁盘的数据刷到磁盘上（redo意为把刷磁盘的操作进行一次重演）。简言之，redo的作用是为了保障已提交事务的ACID特性，也就是保证了数据的D（Durability）持久性。

undo日志的作用？
    数据库修改数据但未提交时，会将事务修改数据的镜像（即旧数据）存到undo日志里，当事务回滚或数据库崩溃时，会从undo日志里获取旧数据，避免未提交数据对数据库的影响。简言之，undo的作用是为了保障未提交的事务不会对数据库的ACID产生影响。也就是保证了操作的A（Atomicity）原子性。
回滚段的作用？
    存储undu日志的地方，就是回滚段。

InnoDB所有的普通select都是快照读，快照读不加锁。这也是InnoDB支持高并发的一个原因之一