Linux运维MySQL数据库InnoDB 事务的ACID如何保证?老男孩培训

    /    2019-06-06

9、InnoDB 事务的ACID如何保证?

9.0 一些概念

redo log ---> 重做日志 ib_logfile0~1   50M   , 轮询使用
redo log buffer ---> redo内存区域
ibd     ----> 存储 数据行和索引 
buffer pool --->缓冲区池,数据和索引的缓冲
LSN : 日志序列号 
磁盘数据页,redo文件,buffer pool,redo buffer
MySQL 每次数据库启动,都会比较磁盘数据页和redolog的LSN,必须要求两者LSN一致数据库才能正常启动
WAL : write ahead log 日志优先写的方式实现持久化
脏页: 内存脏页,内存中发生了修改,没写入到磁盘之前,我们把内存页称之为脏页.
CKPT:Checkpoint,检查点,就是将脏页刷写到磁盘的动作
TXID: 事务号,InnoDB会为每一个事务生成一个事务号,伴随着整个事务.

9.1 redo log

9.1.1 Redo是什么?

redo,顾名思义“重做日志”,是事务日志的一种。

9.1.2 作用是什么?

在事务ACID过程中,实现的是“D”持久化的作用。对于AC也有相应的作用

9.1.3 redo日志位置

redo的日志文件:iblogfile0 iblogfile1

9.1.4 redo buffer

redo的buffer:数据页的变化信息+数据页当时的LSN号
LSN:日志序列号  磁盘数据页、内存数据页、redo buffer、redolog

9.1.5 redo的刷新策略

commit;
刷新当前事务的redo buffer到磁盘
还会顺便将一部分redo buffer中没有提交的事务日志也刷新到磁盘

9.1.6 MySQL CSR——前滚

MySQL : 在启动时,必须保证redo日志文件和数据文件LSN必须一致, 如果不一致就会触发CSR,最终保证一致
情况一:
我们做了一个事务,begin;update;commit.
1.begin ,会立即分配一个TXID=tx_01.
2.update时,会将需要修改的数据页(dp_01,LSN=101),加载到data buffer中
3.DBWR线程,会进行dp_01数据页修改更新,并更新LSN=102
4.LOGBWR日志写线程,会将dp_01数据页的变化+LSN+TXID存储到redobuffer
5. 执行commit时,LGWR日志写线程会将redobuffer信息写入redolog日志文件中,基于WAL原则,
在日志完全写入磁盘后,commit命令才执行成功,(会将此日志打上commit标记)
6.假如此时宕机,内存脏页没有来得及写入磁盘,内存数据全部丢失
7.MySQL再次重启时,必须要redolog和磁盘数据页的LSN是一致的.但是,此时dp_01,TXID=tx_01磁盘是LSN=101,dp_01,TXID=tx_01,redolog中LSN=102
MySQL此时无法正常启动,MySQL触发CSR.在内存追平LSN号,触发ckpt,将内存数据页更新到磁盘,从而保证磁盘数据页和redolog LSN一值.这时MySQL正长启动
以上的工作过程,我们把它称之为基于REDO"前滚操作"

9.2 undo 回滚日志

9.2.1 undo是什么?

undo,顾名思义“回滚日志”

9.2.2 作用是什么?

在事务ACID过程中,实现的是“A” 原子性的作用
另外CI也依赖于Undo
在rolback时,将数据恢复到修改之前的状态
在CSR实现的是,将redo当中记录的未提交的时候进行回滚.
undo提供快照技术,保存事务修改之前的数据状态.保证了MVCC,隔离性,mysqldump的热备

9.3 概念性的东西:

redo怎么应用的
undo怎么应用的
CSR(自动故障恢复)过程
LSN :日志序列号
TXID:事务ID
CKPT(Checkpoint)

9.4 锁

“锁”顾名思义就是锁定的意思。
“锁”的作用是什么?
在事务ACID过程中,“锁”和“隔离级别”一起来实现“I”隔离性和"C" 一致性 (redo也有参与).
悲观锁:行级锁定(行锁)
谁先操作某个数据行,就会持有<这行>的(X)锁.
乐观锁: 没有锁

9.5 隔离级别

影响到数据的读取,默认的级别是 RR模式.
transaction_isolation   隔离级别(参数)
负责的是,MVCC,读一致性问题
RU  : 读未提交,可脏读,一般部议叙出现
RC  : 读已提交,可能出现幻读,可以防止脏读.
RR  : 可重复读,功能是防止"幻读"现象 ,利用的是undo的快照技术+GAP(间隙锁)+NextLock(下键锁)
SR   : 可串行化,可以防止死锁,但是并发事务性能较差
补充: 在RC级别下,可以减轻GAP+NextLock锁的问题,但是会出现幻读现象,一般在为了读一致性会在正常select后添加for update语句.但是,请记住执行完一定要commit 否则容易出现所等待比较严重.
例如:
[world]>select * from city where id=999 for update;
[world]>commit;

9.6 生产案例---架构改造项目

项目背景:
2台  IBM X3650   32G  ,原来主从关系,2年多没有主从了,"小问题"不断(锁,宕机后的安全)
MySQL 5.1.77   默认存储引擎 MyISAM  
数据量: 60G左右 ,每周全备,没有开二进制日志
架构方案:
    1. 升级数据库版本到5.7.20 
    2. 更新所有业务表的存储引擎为InnoDB
    3. 重新设计备份策略为热备份,每天全备,并备份日志
    4. 重新构建主从
结果:
    1.性能
    2.安全方面
    3.快速故障处理


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