MySQL事务提交过程（一） - 三石雨 - 博客园

MySQL作为一种关系型数据库，已被广泛应用到互联网中的诸多项目中。今天我们来讨论下事务的提交过程。

                                                       MySQL体系结构

由于mysql插件式存储架构，导致开启binlog后，事务提交实质是二阶段提交，通过两阶段提交，来保证存储引擎和二进制日志的一致。

本文仅讨论binlog未打卡状态下的提交流程，后续会讨论打开binlog选项后的提交逻辑。

测试环境

OS:WIN7

ENGINE:

bin-log：off

DB:

测试条件

set autocommit=0;

-- ----------------------------

-- Table structurefor`user`-- ----------------------------DROP TABLE IF EXISTS `user`;

CREATE TABLE `user` (

`id`int(20) NOT NULL,

`account` varchar(20) NOT NULL,

`name` varchar(20) NOT NULL,

PRIMARY KEY (`id`),

KEY `id` (`id`) USING BTREE,

KEY `name` (`name`) USING BTREE

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

测试语句

insert into user values(1, 'sanzhang', '张三');

commit;

一般常用的DML：Data Manipulation Language 数据操纵语言，对表的数据进行操作，（insert、update、delete ）语句 和 DCL：Data Control Language 数据库控制语言

（创建用户、删除用户、授权、取消授权）语句 和 DDL：Data Definition Language 数据库定义语言，对数据库内部的对象进行创建、删除、修改的操语句

，均是使用MySQL提供的公共接口mysql_execute_command，来执行相应的SQL语句。我们来分析下mysql_execute_command接口执行的流程：

mysql_execute_command

{switch(command)

   {caseSQLCOM_INSERT:

                mysql_insert();break;caseSQLCOM_UPDATE:

                mysql_update();break;caseSQLCOM_DELETE:

                mysql_delete();break;

       ......

   }ifthd->is_error()//语句执行错误trans_rollback_stmt(thd);elsetrans_commit_stmt(thd);

}

从上述流程中，可以看到执行任何语句，最后都会执行trans_rollback_stmt或者trans_commit_stmt，这两个分别是语句回滚和语句提交。

语句提交，对于非自动模式下，主要有两个作用：

1、释放autoinc锁，这个锁主要用来处理多个事务互斥的获取自增序列。因此，无论最后执行的是语句提交还是语句回滚，该资源都是需要立马释放掉的。

2、标识语句在事务中的位置，方便语句级回滚。执行commit后，可以进入commit流程。

现在看下具体的事务提交流程：

mysql_execute_command

trans_commit_stmt

ha_commit_trans(thd, FALSE);

{

    TC_LOG_DUMMY:ha_commit_low

        ha_commit_low()   

            innobase_commit

            {//获取innodb层对应的事务结构trx=check_trx_exists(thd);if(单个语句，且非自动提交)

                {//释放自增列占用的autoinc锁资源lock_unlock_table_autoinc(trx);//标识sql语句在事务中的位置，方便语句级回滚trx_mark_sql_stat_end(trx);

                }else事务提交

                {

                     innobase_commit_low()

                     {  

                        trx_commit_for_mysql();<span style="color: #ff0000;">trx_commit</span>(trx); 

                     }//确定事务对应的redo日志是否落盘【根据flush_log_at_trx_commit参数，确定redo日志落盘方式】trx_commit_complete_for_mysql(trx);

trx_flush_log_if_needed_low(trx->commit_lsn);

log_write_up_to(lsn);

                }

            }

}

trx_commit

    trx_commit_low

        {

            trx_write_serialisation_history

            {

                trx_undo_update_cleanup//供purge线程处理，清理回滚页}

            trx_commit_in_memory

            {

                lock_trx_release_locks//释放锁资源trx_flush_log_if_needed(lsn)//刷日志trx_roll_savepoints_free//释放savepoints}

        }

MySQL是通过WAL方式，来保证数据库事务的一致性和持久性，即ACID特性中的C(consistent)和D(durability)。

WAL（Write-Ahead Logging）是一种实现事务日志的标准方法，具体而言就是:

1、修改记录前，一定要先写日志；

2、事务提交过程中，一定要保证日志先落盘，才能算事务提交完成。

通过WAL方式，在保证事务特性的情况下，可以提高数据库的性能。

从上述流程可以看出，提交过程中，主要做了4件事情，

1、清理undo段信息，对于innodb存储引擎的更新操作来说，undo段需要purge，这里的purge主要职能是，真正删除物理记录。在执行delete或update操作时，实际旧记录没有真正删除，只是在记录上打了一个标记，而是在事务提交后，purge线程真正删除，释放物理页空间。因此，提交过程中会将undo信息加入purge列表，供purge线程处理。

2、释放锁资源，mysql通过锁互斥机制保证不同事务不同时操作一条记录，事务执行后才会真正释放所有锁资源，并唤醒等待其锁资源的其他事务；

3、刷redo日志，前面我们说到，mysql实现事务一致性和持久性的机制。通过redo日志落盘操作，保证了即使修改的数据页没有即使更新到磁盘，只要日志是完成了，就能保证数据库的完整性和一致性；

4、清理保存点列表，每个语句实际都会有一个savepoint(保存点)，保存点作用是为了可以回滚到事务的任何一个语句执行前的状态，由于事务都已经提交了，所以保存点列表可以被清理了。

关于mysql的锁机制，purge原理，redo日志，undo段等内容，其实都是数据库的核心内容。

MySQL 本身不提供事务支持，而是开放了存储引擎接口，由具体的存储引擎来实现，具体来说支持 MySQL 事务的存储引擎就是 InnoDB。

存储引擎实现事务的通用方式是基于 redo log 和 undo log。

简单来说，redo log 记录事务修改后的数据, undo log 记录事务前的原始数据。

所以当一个事务执行时实际发生过程简化描述如下：

1. 先记录undo/redo log，确保日志刷到磁盘上持久存储。
2. 更新数据记录，缓存操作并异步刷盘。
3. 提交事务，在redo log中写入commit记录。

在 MySQL 执行事务过程中如果因故障中断，可以通过 redo log 来重做事务或通过 undo log 来回滚，确保了数据的一致性。

这些都是由事务性存储引擎来完成的，但 binlog 不在事务存储引擎范围内，而是由 MySQL Server 来记录的。

那么就必须保证 binlog 数据和 redo log 之间的一致性，所以开启了 binlog 后实际的事务执行就多了一步，如下：

1. 先记录undo/redo log，确保日志刷到磁盘上持久存储。
2. 更新数据记录，缓存操作并异步刷盘。
3. 将事务日志持久化到binlog。
4. 提交事务，在redo log中写入commit记录。

这样的话，只要 binlog 没写成功，整个事务是需要回滚的，而 binlog 写成功后即使 MySQL Crash 了都可以恢复事务并完成提交。

要做到这点，就需要把 binlog 和事务关联起来，而只有保证了 binlog 和事务数据的一致性，才能保证主从数据的一致性。

所以 binlog 的写入过程不得不嵌入到纯粹的事务存储引擎执行过程中，并以内部分布式事务（xa 事务）的方式完成两阶段提交。

参考

    1、《高性能MySQL》