MySQL邏輯架構
了解MySQL的架構有助于深入理解MySQL服務器，下圖是MySQL的三層邏輯架構圖（圖片來自于網(wǎng)絡）。
第一層用于對客戶端的連接處理、安全認證、授權等。每個客戶端連接都會在服務端擁有一個線程，每個連接發(fā)起的查詢都會在對應的單獨線程中執(zhí)行。
第二層包含了MySQL的核心服務功能，包括查詢解析、分析、查詢緩存、內置函數(shù)、存儲過程、觸發(fā)器、視圖等。當客戶端發(fā)起請求時，如果是SELECT操作，MySQL會先檢查是否命中查詢緩存，命中則直接返回查詢緩存中的數(shù)據(jù)；否則，MySQL會解析查詢并創(chuàng)建對應的內部數(shù)據(jù)結構(解析樹)，執(zhí)行各種優(yōu)化，然后執(zhí)行。
第三層包含了存儲引擎，存儲引擎負責數(shù)據(jù)的存儲和提取。MySQL中有很多種不同類型的存儲引擎，每個存儲引擎各不相同，MySQL服務器通過API與存儲引擎通信，屏蔽了各種存儲引擎之間的差異。
MySQL中的鎖
MySQL在處理并發(fā)讀和寫的時候，分別使用共享鎖(讀鎖)和排它鎖(寫鎖)。
對共享資源高并發(fā)操作，在加鎖的時候，最好能只鎖定所需要的數(shù)據(jù)，控制鎖的粒度、提高并發(fā)能力。MySQL提供了兩種最重要的鎖策略，表級鎖和行級鎖。
表級鎖，即鎖定整張表。在對表進行插入、更新、刪除操作時，需要先獲得寫鎖，鎖定整張表，其它讀寫操作將會被阻塞。讀鎖之間是不會阻塞的。需要注意的是alter table操作會使用表級鎖，所以對數(shù)據(jù)量很大的表進行alter table操作時，需要謹慎。
行級鎖，即只鎖定數(shù)據(jù)所在的行，行級鎖只在存儲引擎層實現(xiàn)。行級鎖可以很好的支持并發(fā)處理，但是也會導致大量的資源開銷。
事務特性
四大特性(ACID)：原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔離性(Isolation)、持久性(Durability)。
原子性：一個事務中的所有操作，要么全部成功執(zhí)行，要么全部失敗回滾；
一致性：事務執(zhí)行結果使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)；
隔離性：事務操作提交之前，操作結果對其它事務不可見；
持久性：事務提交后，所有的修改操作會永久保存到數(shù)據(jù)庫中。
事務隔離級別
SQL標準中定義了四種隔離級別，分別是Read Uncommitted、Read Committed、Repeatable Read、Serializable。
Read Uncommitted：該隔離級別下，事務中未提交的數(shù)據(jù)對其它事務是可見的，即其它事務可以讀取到未提交事務的數(shù)據(jù)，出現(xiàn)臟讀。
Read Committed：該隔離級別下，事務只能讀取到已提交事務所改變的數(shù)據(jù)，解決了臟讀的問題，但是會出現(xiàn)不可重復讀，即在一個事務前后兩次讀取某數(shù)據(jù)的中間時刻，有其它事務修改了該數(shù)據(jù)，導致兩次讀取的數(shù)據(jù)不一致。
Repeatable Read：該隔離級別是MySQL數(shù)據(jù)庫的默認事務隔離級別，它解決了不可重復讀的問題，但是會出現(xiàn)幻讀，即事務在讀取某范圍內的數(shù)據(jù)時，其它事務在該范圍內插入了新紀錄，導致之前的事務再次讀取會不一致。
Serializable：最高的隔離級別，該隔離級別下，通過強制事務串行執(zhí)行、在讀取的每一行數(shù)據(jù)上加鎖，來避免出現(xiàn)幻讀的問題。因為讀取的數(shù)據(jù)每行上都會加鎖，可能會導致大量的超時和鎖競爭問題，所以一般不使用該級別，除非是數(shù)據(jù)一致性要求特別高的情況。
MySQL可以通過執(zhí)行SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL命令來設置隔離級別，新設置的隔離級別將在下一個事務開始的時候生效。
MySQL中的死鎖
死鎖是指多個事務在同一資源上相互占用，并請求鎖定對方所占用的資源，從而導致的惡性循環(huán)現(xiàn)象。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為了解決這個問題，實現(xiàn)了死鎖檢測和死鎖超時機制。在MySQL的InnoDB存儲引擎中，解決死鎖的方法是將持有最少行級排它鎖的事務進行回滾。
MySQL事務日志
事務日志，即一種特殊的操作記錄日志。
存儲引擎在修改表數(shù)據(jù)的時候，只修改內存中的拷貝，然后將修改行為記錄保存到硬盤上的事務日志中，對事務日志的保存操作采用追加的方式，保存操作是順序IO，相對于存儲引擎直接將數(shù)據(jù)持久化到硬盤的隨機IO高效的多。事務日志保存后，內存中被修改的數(shù)據(jù)在后臺可以慢慢的持久化到硬盤。如果事務日志保存成功了，而內存中被修改的數(shù)據(jù)沒有成功的寫入硬盤，發(fā)生了系統(tǒng)崩潰，存儲引擎會在重啟時自動恢復這部分數(shù)據(jù)。
MySQL中的事務
MySQL中的事務是在存儲引擎中實現(xiàn)的，所以上層的服務是不會管理事務的。默認情況下，MySQL自身提供了兩種事務型的存儲引擎，分別是InnnoDB和NDB Cluster。
在默認情況下，MySQL事務采用自動提交模式，即如果沒有顯示的開啟一個事務，那么每一次的查詢都將被當做一個事務執(zhí)行自動提交。當然，也可以通過設置來改變這種自動提交的模式。如果想開啟自動提交，可以通過命令SET AUTOCOMMIT = 1或SET AUTOCOMMIT = ON來設置；關閉自動提交模式，可以通過命令SET AUTOCOMMIT = 0或SET AUTOCOMMIT = OFF來設置。
InnoDB存儲引擎采用的是兩階段鎖定協(xié)議，在事務執(zhí)行的過程中，InnoDB會根據(jù)隔離級別在需要加鎖的時候自定加鎖，鎖只有在事務提交或回滾的時候才會釋放。當然，也可以顯示的加鎖，如使用SELECT FOR UPDATE，也可以使用服務層實現(xiàn)的LOCK TABLES和UNLOCK TABLES。
多版本并發(fā)控制(MVCC)
基于對并發(fā)性能的考慮，MySQL的大多數(shù)事務型存儲引擎都實現(xiàn)了多版本并發(fā)控制，可以簡單的認為MVCC是行級鎖的一個變種，但是它在很多情況下避免了加鎖操作，降低了開銷。
InnoDB的MVCC是通過在每行記錄后添加兩個隱藏列來實現(xiàn)的，一個列用于保存行的創(chuàng)建時間，一個列用于保存行的過期時間，這兩個時間在實際存儲的時候，存儲的是系統(tǒng)版本號。每開始一個新事務，系統(tǒng)版本號都將遞增。需要注意的是MVCC只能在Read Committed和Repeatable Read隔離級別下正常工作。
MySQL存儲引擎
MySQL自身和第三方提供了多種存儲引擎，每種存儲引擎優(yōu)勢各不相同，可以根據(jù)實際業(yè)務需要來選擇對應的存儲引擎。
InnoDB是MySQL的默認事務型存儲引擎，主要用來處理大量的短期型事務。它采用MVCC來支持高并發(fā)，默認的事務隔離級別是Repeatable Read，并通過間隙鎖策略防止幻讀的出現(xiàn)。InnoDB表是基于聚簇索引建立的，而聚簇索引可以提高對主鍵查詢的性能，但是它的二級索引(非主鍵索引)中必須包含主鍵，如果主鍵列很大，并且有很多個二級索引，那么這些索引將會占用很大的空間和資源，所以在創(chuàng)建主鍵的時候盡量的小。
在MySQL5.1及之前的版本中，MyISAM是默認的存儲引擎，它提供了全文索引、壓縮、空間函數(shù)等功能，但是它不支持事務和行級鎖，并且崩潰后無法安全恢復，而InnoDB引擎是可以自動崩潰恢復的。MyISAM在并發(fā)的情況下，對整張表加鎖，讀操作會對需要讀的所有表加共享鎖，寫入時對表加排它鎖。
原文地址：
https://wind7rui.github.io/2017/10/29/MySQL%E6%9E%B6%E6%9E%84%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0/
