面試題 Mysql如何保證一致性?

2021-10-01 22:16:19 字數 2750 閱讀 1205

mysql如何保證一致性

事務的產生,其實是為了當應用程式訪問資料庫的時候,事務能夠簡化我們的程式設計模型,不需要我們去考慮各種各樣的潛在錯誤和併發問題.可以想一下當我們使用事務時,要麼提交,要麼回滾,我們不會去考慮網路異常了,伺服器宕機了,同時更改乙個資料怎麼辦對吧?因此事務本質上是為了應用層服務的.而不是伴隨著資料庫系統天生就有的。

acid裡的aid都是資料庫的特徵,也就是依賴資料庫的具體實現.而唯獨這個c,實際上它依賴於應用層,也就是依賴於開發者.這裡的一致性是指系統從乙個正確的狀態,遷移到另乙個正確的狀態.什麼叫正確的狀態呢?就是當前的狀態滿足預定的約束就叫做正確的狀態.而事務具備acid裡c的特性是說通過事務的aid來保證我們的一致性.

一致性就是:應用系統從乙個正確的狀態到另乙個正確的狀態.而acid就是說事務能夠通過aid來保證這個c的過程.c是目的,aid都是手段

以上 from

事務的四個屬性:acid

1.原子性(automic):乙個動作要麼做完,要麼不做。

2.一致性(consistency):保證資料處於一致性的狀態,我理解就是保證資料有意義的。

3.隔離性(isolation):多個事務並行的結果,應該和多個事務序列的結果一致。

4.永續性(duration):乙個事務一旦成功提交,對資料改變是永久性的。

這個四個屬性中,最重要的是一致性,也就是說其他的三個屬性都是為了保證一致性而存在。

在使用mysql的時候,有兩種常用的儲存引擎:myisam和innodb

innodb的效能不如myisam高,因為innodb提供事務支援以及外部鍵等高階資料庫功能

事務有什麼用?

銀行轉賬,a轉給b賬戶100元,需要保證a賬戶減少100元的同時b賬戶增加100元,如果a賬戶減少100元之後,系統crash,b賬戶並未增加100元,這樣是沒有資料保證一致性的。所以,如果兩個動作是同乙個事務,那麼此時a操作需要回滾,保證資料一致性。

如何回滾?

原子性如何保證?

這個就需要說到mysql的log,mysql有許多種類的log,例如:二進位制日誌(binlog),錯誤日誌,慢查詢日誌等等。這裡需要引入的是undo log。這是mysql的write-ahead-logging機制。

例如:資料庫中a=1,現在需要update a=3

那麼整個步驟如下:

1.事務開始

2.記錄a=1到undo log

3.修改a=3

4.將undo log寫入磁碟

5.將a=3資料寫入磁碟

6.事務提交

這個就是undo log工作流程,也就是在資料庫斷電或者crash的時候,在進行恢復的時候,把undo log裡面的資料寫回到資料庫,這樣就讓資料回滾了。這樣實現了事務的原子性,同時保證了資料的一致性。

但是,這樣每個操作都會進行磁碟io的寫入,頻繁的磁碟io對效能是很大的降低。

引入redo log實現永續性,這個時候就在考慮如果只需要將日誌寫入磁碟,將資料快取在記憶體中,一定時間後再進行更新。

例如:資料庫中a=1,b=2,需要update a=3,b=4

1.事務開始

2.記錄a=1到undo log

3.修改a=3

4.記錄a=3到redo log

5.記錄b=2到undo log

6.修改b=4

7.記錄b=4到redo log

8.將redo log順序寫入磁碟

9.事務提交

整個過程中,資料修改都是在記憶體中,極大提公升磁碟io速度,而且將redo log提前寫入磁碟。

如果整個事務執行的過程系統崩潰或者斷電了,在系統重啟的時候,恢復機制會將redo log中已提交的事務重做,保證事務的永續性;而undo log中未提交的事務進行回滾,保證事務的原子性。

mysql通過預寫式日誌,保證了原子性和永續性。那麼在多個事務並行的情況下,是否還能保證資料的一致性?如果a事務能夠訪問b事務正在提交的資料,然後b事務又做出了回滾,這樣是不是就讓資料亂套了。所以事務並行的情況下,這樣是不夠的。

隔離性:引入鎖機制來保證。那麼是什麼情況下不鎖,什麼情況下鎖呢?還有讀寫分離需要實現嗎?這就需要去說說四種級別的隔離性

1.未提交讀:a事務可以讀取b事務正在修改的資料,但是會出現b事務如果回滾,這樣資料前後不一致,會造成髒讀的現象。

2.已提交讀:a事務只能讀取b事務已提交的資料。b事務修改資料,a事務進行讀取,資料未改,當b事務提交資料後,a事務讀取資料不一致。這是幻讀現象,因為同乙個事務,我讀取兩次相同的資料返回的是不同的,這樣並未保證一致性。

3.可重複讀:利用mvcc併發版本控制,b事務修改資料,a事務進行讀取,資料未改,當b事務提交後,a事務讀取資料,這個時候會返回a資料之前讀的版本。

4.序列化:簡單粗暴,讀鎖和寫鎖都是排它鎖,不管讀操作還是寫操作都是會對資料上鎖。這樣粗暴造成效能下降很多。

大多數資料庫預設使用已提交讀的隔離級別,mysql中innodb預設使用可重複讀的隔離級別。

總結

mysql的innodb保證事務性,最重要是保證資料的一致性。

通過預寫式日誌,undo log保證原子性,redo log保證永續性,設定隔離級別,保證併發事務進行的時候,保證資料一致性。

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