事务

事务是访问数据库的一个操作序列，事务的正确执行使得数据库从一种状态转换为另一种状态。事务必须服从ACID原则。原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)、持久性(durability)。

• 原子性：不可分割，事务要么全部被执行，要么全部不执行。如果事务的所有子事务全部提交完成，则所有的数据库操作被提交，数据库状态变化；如果有子事务失败，则其他子事务的数据库操作被回滚，即数据库回到事务执行前的状态，不会发生状态变换。
• 一致性：事务的执行使得数据库从一种正确状态转换为另外一种正确状态。
• 隔离性：在事务正确提交之前，不允许把事务对该数据的改变提供给任何其他事务。
• 持久性：事务正确提交之后，其结果永远保存在数据库之中。

事务隔离级别

事务的四种隔离级别

• READ_UNCOMMITED：读未提交，即能够读取到没有被提交的数据，存在脏读、不可重复读、幻读问题
• READ_COMMITED：读已提交，即能够读到那些已经提交的数据，存在不可重复读、幻读问题
• REPEATABLE_READ：可重复读，即在数据读出来之后加锁，即这条事务不结束，其他事务就不可以改这条记录，存在幻读问题
• SERIALIZABLE：串行化，最高的隔离级别，不管多少事务，挨个运行完一个事务的所有子事务之后才能执行下一个事务，解决所有问题。

数据库悲观锁乐观锁

• 悲观锁主要是共享锁和排他锁
  ①共享锁又称为读锁，简称S锁，共享锁就是多个事务对于同一个数据可以共享一把锁，都能访问到数据，但是只能读不能修改(lock in share mode)
  ②排他锁又称为写锁，简称X锁，排他锁就是不能与其他锁并存，如一个事务获取了一个数据行的排他锁，其他事务就不能再获取该行的其他锁，包括共享锁和排他锁，但是获取排他锁的事务可以对数据进行读取和修改(for update)
• 乐观锁一般是以下两种方式
  ①使用版本号，使用数据版本(Version)记录机制实现
  ②使用时间戳，与版本号机制类似
  小结：悲观锁比较是和写入操作比较频繁的场景，乐观锁比较适合读取操作比较频繁的场景

mysql存储引擎

-             MyISAM                 InnoDB
①索引类型：    非聚簇索引               聚簇索引
②支持事务：    否                      是      
③支持表锁：    是                      是
④支持行锁：    否                      是
⑤支持外键：    否                      是
⑥适合操作类型：大量select              大量insert、delete、update
- 表文件
①MyISAM：.frm表结构文件  .MYI表索引文件  .MYD表数据文件
②InnoDB： .frm表结构文件 .ibd表索引和表数据文件
③Memory：数据是保存在内存中，表结构是存在磁盘文件中，所以重启或宕机时，表中数据丢失，
表结构还在。特点：支持HASH索引(等值查询)和B+数索引(范围查找)，默认是HASH；
所有字段do欧威固定长度varchar(10) = char(10)；使用表级锁。
- 聚簇索引与非局促索引的区别
聚簇索引并不是一种索引类型，而是一种数据存储方式。聚簇索引是将数据存储与索引放到了一块，
找到索引也就找到了数据。非聚簇索引将数据存储与索引分开的结构，索引结构的叶子节点指向了
数据的对应行的物理地址。

mysql索引的分类

mysql索引的五种类型：主键索引、唯一索引、普通索引、全文索引、联合索引。通过添加索引可以提高数据的读取速速，提高项目的并发能力和抗压能力。
①主键索引：主键是一种唯一性索引，但它必须制定为PRIMARY KEY，每个表只能有一个主键
②唯一索引：索引列的所有值都只能出现一次，即必须唯一，值可以为空
③普通索引：基本的索引类型，值可以为空，没有唯一性的限制
④全文索引：全文索引的索引类型为FULLTEXT，全文索引可以在varchar、char、text类型的列上创建
⑤联合索引：多列值组成一个索引，专门用于联合索引
索引按照数据结构来分的话，主要是两种B+树和hash索引

• 聚簇索引 B+树是左小右大的顺序存储结构，节点只包含id索引列，而叶子节点包含索引列和数据，这种数据和索引在一起存储的索引方式叫聚簇索引，一张表只有主键是聚簇索引。
• 非聚簇索引 非聚簇索引(二级索引)保存的是主键id值

mysql回表、覆盖索引、最左匹配原则、谓词下推

- 回表：在InnoDB表中，通过普通索引找到主键值，再通过聚簇索引定位到具体的记录，这就是回表。(因为在InnoDB表中，索引使用B+树实现，那么普通索引的叶子节点存的是索引和主键值。)
- 覆盖索引：如果一个索引包含(或覆盖)所有需要查询的字段的值，成为"覆盖索引"。即只需扫描索引而无需回表。
- 最左匹配原则：最左匹配原则是指在联合索引中，如果sql语句中用到了联合索引中的最左边的索引，那么这条sql就可以利用这个联合索引去进行匹配。
- 索引下推：在联合索引的查询场景中，针对特定的过滤条件而进行减少回表次数而坐的优化

当前读和快照读

• 当前读
  共享锁、排他锁这些操作都是一种当前读，当前读就是读取记录的最新版本，读取时还需要保证其他事务不能修改该记录，会对读取的记录加锁。
• 快照读
  不加锁的select就是快照读，前提是隔离级别不是串行化级别，串行化的快照读会退化成当前读。之所以出现快照读，基于提高并发性能考虑。MVCC的出现，避免了加锁操作，降低了开销，基于多版本，即快照读可能读到的并不一定是数据的最新版本，可能是某一历史版本。

MVCC

MVCC就是为了实现读-写冲突不加锁，而这个读指的是快照读，而非当前读，当前读是使用悲观锁实现的。MVCC指的是"维持一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突"，MVCC模型在mysql中的具体实现是由3个隐式字段，undo日志，Read View等去完成的。

并发场景下的几种问题：
①读-读：不存在任何问题，不需要并发控制
②读-写：有线程安全问题，可能会造成事务隔离性问题，可能遇到脏读，不可重复读，幻读
③写-写：有线程安全问题，可能会存在更新丢失问题

MVCC的好处：
①在并发场景下，读操作不阻塞写操作，写操作不阻塞读操作，提高了数据库并发读写的性能
②解决了脏读、不可重复读、幻读等事务隔离问题，但不能解决更新丢失问题

• MVCC + 悲观锁
  MVCC解决读写冲突，悲观锁解决写写冲突
• MVCC + 乐观锁
  MVCC解决读写冲突，乐观锁解决写写冲突

MVCC实现原理

• 隐式字段
  ①DB_TRX_ID：最近修改事务id
  ②DB_ROLL_PTR：回滚指针，指向这条记录的上一个版本
  ③DB_ROW_ID：隐含的自增主键
  ④实际上还有个删除flag隐藏字段，既记录被更新或删除并不代表真的删除，而是删除flag变了

mysql如何实现串行化

MVCC + next-key locks：next-key locks由record locks(索引加锁/行锁)和gap locks(间隙锁，每次锁住的不光是需要使用的数据，还会锁住这些数据附近的数据)的结合，next-key lock会锁定范围和自身行没比如select…where id < 6，锁定的是小于6的行和等于6的行。
next-ksy lock即在事务中select时使用如下方法加锁，这样在另一个事务对范围内的数据进行修改时就会阻塞：
select * from table where id < 6 lock in share mode; – 共享锁
select * from table where id < 6 for update; – 排他锁