【MySQL碎片知识】InnoDB事务的ACID分别如何

在说ACID如何实现之前，应该要理解ACID，这里面AID我很容易就理解了，但是一致性一直都没明白是什么意思。

一致性意思的官话是：一致性是指事务将数据库从一种状态转变为下一种一致的状态。在事务开始前和事务结束以后，数据库的完整性约束没有被破坏（系统从一种正确的状态迁移成另外一种正确的状态）。

这段官话是在《MySQL 技术内幕：InnoDB存储引擎》里抄来的。但是我没有理解什么是一致（正确）的状态，什么是数据库的完整性约束没有破坏。在知乎上看到了回答感觉理清楚了。

其中提到的例子：

如果A有90元，向B转账100元，但余额的约束是不能小于0，所以转账失败。如果转账成功，那么数据库的约束就被破坏，那么就没有了一致性。

如果上面没有数据库约束，在业务中不允许余额少于0，支付完后去检查A的账户，发现小于0，进行事务回滚。这样虽然没有破坏数据库的约束，但是破坏了业务上的约束，但是通过事务回滚保证了业务上的一致性。

如果数据库上没约束，业务上也没约束，那么就会支付成功了。但任何约束被破坏，那么就算不合理，那一日是保存了一致性。

事务能够通过AID来保证这个C的过程，C是目的，AID都是手段。

复述的不好，还是原文清楚。

进入正题，事务的ACID如何实现

原子性

实现原子性的关键是当前事务回滚时能够撤销所有已经执行成功的SQL语句。InnoDB实现回滚靠的是 undo log，当事务对数据进行修改时，InnoDB会生成对应的 undo log。如果事务执行失败或调用了rollback，导致事务需要回滚，就可以通过利用undo log中的信息将数据回滚到修改之前的样子。

undo log属于逻辑日志，它记录的时SQL执行相关的信息。当发生回滚时，InnoDB会根据undo log的内容做与之前相反的操作。insert-delete，delete-insert，update-update。

持久性

数据是存放在磁盘中的，但每次读写数据都需要磁盘IO，效率会很低。因此，InnoDB提供了缓存（Buffer Pool），Buffer Pool中包含了磁盘中部分数据页的映射，作为访问数据库的缓冲。当从数据库读取数据时，会首先从Buffer Pool中读取，如果没有，则会去磁盘读取后放入Buffer Pool。当数据库写入数据时，会先写入Buffer Pool，Buffer Pool中修改的数据会定期刷新到磁盘中（这个过程称为刷脏）。

Buffer Pool的使用大大提高了读写数据的效率，但是也带来了新的问题：如果MySQL宕机，而此时Buffer Pool中修改的数据还没刷新到磁盘，就会导致数据的丢失，事务的持久性也无法保证。

于是，redo log被引入来解决这个问题。当数据修改时，除了修改Buffer Pool中的数据，还会再redo log记录这次操作。当事务提交时，会调用fsync接口对redo log进行刷盘。如果MySQL宕机，重启时可以读取redo log中的数据，对数据库进行恢复。redo log采用的是WAL（Write-ahead logging，预写日志），所有修改先写入日志，再更新到Buffer Pool，保证了数据不会因MySQL宕机而丢失，从而满足了持久性要求。

既然redo log也是需要在事务提交时将日志写入磁盘，为什么它比刷脏快？主要原因有

• 刷脏是随机IO，因为每次修改数据位置随机，但redo log是追加操作，属于顺序IO。
• 刷脏是以数据页（page）为单位的，MySQL默认页大小是16KB，一个Page上的一个小修改都要整页写入。而redo log中只包含了真正需要写入的部分，无效IO大大减少。

隔离性

隔离性追求的是并发情况下事务之间互补干扰。通过锁和MVCC来实现。

举个例子，一个数据在修改数据之前，要先获得相应的锁。获得锁之后就可以修改数据。在该事务操作期间，这部分的数据是锁定的，其他事务需要修改数据，需要得这个事务提交或回滚。

一致性

一致性是事务追求的最终目标。事务的AID都是为了实现C，可以说C是目的，AID是手段。除了AID这些数据库层面的保障，一致性还需要应用层面的保障。例如转账操作只扣除转账者的余额，而没增加接收者的余额，无论数据库多么完美也无法保证状态一致。

• 知乎 如何理解数据库事务中的一致性的概念？
• 《MySQL 技术内幕：InnoDB存储引擎》
• 《2022校招面试宝典 java岗》——牛客