MySQL InnoDB引擎

1、逻辑存储结构

2、架构

a. 内存结构

Change Buffer的意义是什么?

与聚集索引不同，二级索引通常是非唯一的，并且以相对随机的顺序插入二级索引。同样，删除和更新可能会影响索引树中不相邻的二级索引页，如果每一次都操作磁盘，会造成大量的磁盘IO。有了ChangeBuffer之后，我们可以在缓冲池中进行合并处理，减少磁盘IO。

b. 磁盘结构

c. 后台线程

3、事务原理

事务是一组操作的集合，它是一个不可分割的工作单位，事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这些操作要么同时成功，要么同时失败。

事物特性：

• 原子性 (Atomicity)︰事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败。
• 一致性 (Consistency) :事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态。
• 隔离性 (lsolation)：数据库系统提供的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。
• 持久性 (Durability)：事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变就是永久的。

a. redolog

重做日志，记录的是事务提交时数据页的物理修改，是用来实现事务的持久性。

该日志文件由两部分组成:重做日志缓冲(redo log buffer)以及重做日志文件（redo log file) ,前者是在内存中，后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都存到该日志文件中,用于在刷新脏页到磁盘,发生错误时，进行数据恢复使用。

b. undolog

回滚日志，用于记录数据被修改前的信息，作用包含两个∶提供回滚和MVCC(多版本并发控制)。

undo log和redo log记录物理日志不一样，它是逻辑日志。可以认为当delete一条记录时,undo log中会记录一条对应的insert记录，反之亦然，当update一条记录时，它记录一条对应相反的update记录。当执行rollback时，就可以从undo log中的逻辑记录读取到相应的内容并进行回滚。

Undo log销毁: undo log在事务执行时产生，事务提交时，并不会立即删除undo log，因为这些日志可能还用于MVCC。

Undo log存储: undo log采用段的方式进行管理和记录，存放在前面介绍的 rollback segment回滚段中，内部包含1024个undo log segment。

4、MVCC

a. 基本概念

当前读：读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。对于我们日常的操作：select ... lock in share mode(共享锁)，select... for update、update、insert、delete(排他锁)都是一种当前读。

快照读：简单的select (不加锁）就是快照读，快照读，读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史数据，不加锁，是非阻塞读。

• Read Committed:每次select，都生成一个快照读。
• Repeatable Read:开启事务后第一个select语句才是快照读的地方。
• Serializable:快照读会退化为当前读。

MVCC：全称Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突，快照读为MySQL实现MVCC提供了一个非阻塞读功能。MVCC的真体实现，还需要依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undo log日志、readView,

b. 隐式字段

c. undo log

undo log 日志

• 回滚日志，在insert、update、delete的时候产生的便于数据回滚的日志。
• 当insert的时候，产生的undo log日志只在回滚时需要，在事务提交后，可被立即删除。
• 而update、delete的时候，产生的undo log日志不仅在回滚时需要，在快照读时也需要，不会立即被删除。

undo log 版本链：不同事务或相同事务对同一条记录进行修改，会导致该记录的undolog生成一条记录版本链表链表的头部是最新的旧记录，链表尾部是最早的旧记录。

d. read view

ReadView (读视图)是快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据，记录并维护系统当前活跃的事务（未提交的) id。

ReadView 中包含了四个核心字段：

不同的隔离级别，生成ReadView的时机不同:

READ COMMITTED	在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。
REPEATABLE READ	仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用该ReadView,