MySQL事务是一组不可分割的数据库操作单元，通过ACID特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）确保数据操作的完整性和可靠性，要么全部成功提交，要么全部回滚到初始状态，典型应用如银行转账、订单支付等需多步骤保障一致性的场景。这是事务的基本概念,今天阳仔就带大家深度学习一下事务的哪些事.

什么是事务?

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。

事务有哪些特性?

总体概括就是ACID ( 原子性、一致性、隔离性、持久性）

官方定义:

• 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（Isolation）：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。

我们都知道事务的4个特性,那么这四个特性底层原理又是什么? 在讲解特性原理之前,我们需要熟悉一下几个关键概念Redo Log , Undo Log ,MVCC

Redo Log 是什么 ?

Redo Log（重做日志）: InnoDB存储引擎的核心日志，以物理方式记录事务对数据页的修改操作，确保事务的持久性（Durability），是崩溃恢复（Crash Recovery）的核心机制。

组成：重做日志缓冲（redo log buffer）以及重做日志文件（redo log file）.

类比我们的redis 和数据库 redo log buffer 就相当于redis 缓存再降低了直接入库的IO也提高了并发性能,redo log file 就是我们的数据库文件在磁盘中

核心作用:

• 事务提交: 保证事务提交后数据不丢失（即使系统崩溃）
• 崩溃恢复: 重启后通过Redo Log重放未刷盘的修改操作，恢复数据到最新状态
• 异步刷盘优化: 允许脏页延迟写入磁盘，提升事务提交效率

Redo Log 的工作原理:

• 数据修改时:mysql将修改写入到Redo Log 中,而不是直接进入磁盘数据文件中,降低了IO操作的次数,提高了性能。
• 事务提交时: 再异步将数据写入磁盘中保证数据的持久性。
• 系统异常时: mysql也可以通过Redo Log 中的信息重做之前未被持久化的数据操作,恢复事务的提交状态。

写入具体流程:

• 日志生成: 事务修改数据页时，生成Redo Log记录

（物理日志，如Page=5, Offset=100, Data=0x1234）。

• 日志缓冲 :Redo Log先写入内存的Log Buffer（避免频繁磁盘IO）。
• 日志刷盘

根据
innodb_flush_log_at_trx_commit参数决定刷盘策略：

• 1（默认）：事务提交时同步刷盘（最高安全）。
• 2：每秒异步刷盘（可能丢失1秒数据）。
• 0：依赖后台线程刷盘（性能最高，风险最大）。

崩溃恢复流程:

• 检查Checkpoint: 找到最后一次成功刷盘的Checkpoint位置（标记已持久化的数据）。
• 重放日志: 从Checkpoint开始扫描Redo Log，重放所有未刷盘的修改到数据页。
• 前滚完成: 数据页恢复到崩溃前的已提交状态。

关键参数与优化

优化建议：

• 大事务拆分：避免单个事务产生过多Redo Log，导致日志文件快速轮转。
• SSD适配：使用NVMe SSD提升日志写入速度，降低innodb_flush_log_at_trx_commit=1的性能损耗。
• 监控指标：

SHOW ENGINE INNODB STATUS;  -- 查看LOG模块的写入情况
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Innodb_os_log%';  -- 监控日志IO

Undo Log 是什么 ?

定义: 回滚日志，用于记录数据被修改前的信息.主要实现事务的一致性和原子性

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。

注意: 在增删改操作时候产生,insert 事务提交的时候会删除, 更新和删除操作,回滚和mvcc访问都需要,不会立即删除.

不同事务对同一条记录进行修改,系统会生产一个undo log 的版本链表,头部是最行新的记录,尾部是最早的记录(这个也是由MVCC 的原理之一)

例如:

 一个delete记录是时,Undo Log 会记录一条insert 记录,和实际操作的步骤是相反的.
 当事务要回滚的时候,直接执行该记录即可,删除的记录又恢复了

undo log和redo log的区别? (高频面试题)

• redo log: 记录的是数据页的物理变化，服务宕机可用来同步数据
• undo log ：记录的是逻辑日志，当事务回滚时，通过逆操作恢复原来的数据
• redo log保证了事务的持久性，undo log保证了事务的原子性和一致性

MVCC 是什么?

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,是InnoDB实现高并发事务的核心机制，通过维护数据的多个版本，使得读操作无需加锁即可实现非阻塞的一致性读，同时保证事务的隔离性。

MVCC的具体实现，主要依赖于数据库记录中的隐式字段、undo log日志、readView。

核心原理:

1 数据版本链

每行数据包含三个隐藏字段：

• DB_TRX_ID：最近修改该行的事务ID（6字节）。
• DB_ROLL_PTR：指向Undo Log中历史版本的指针（7字节）。
• DB_ROW_ID：隐含自增的行ID（若表无主键时生成，6字节）。

2. ReadView（读视图）:定义事务在某个时间点能看到哪些数据版本。是快照读 SQL执行时MVCC提取数据的依据

生成规则：

• 读已提交（RC）：每次SELECT生成新的ReadView。
• 可重复读（RR）：事务第一次SELECT生成ReadView，后续复用。

ReadView结构：

ReadView = {
    creator_trx_id,    // 当前事务ID
    m_ids,             // 生成ReadView时的活跃事务ID列表
    min_trx_id,        // 最小活跃事务ID
    max_trx_id         // 预分配的下一个事务ID
}

mysql 如何判断当前事务状态?

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。

例如:

• 事务A（TRX_ID=100）查询时生成ReadView，活跃事务为[101, 102]。
• 某行数据TRX_ID=99 → 可见（已提交）。
• 某行数据TRX_ID=101 → 不可见（活跃中）。

什么是快照读和当前读?

当前读: 主要就是增删改操作

• 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，如：

1. select ... lock in share mode(共享锁)，
2. select ... for update、update、insert、delete(排他锁)都是一种当前读

快照读: 主要就是查询操作

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。

举例:

RC 级别下 Trx_id 初始为4 不符合右边的条件,mysql 就沿着undolog 往下走 到3 成功读取到数据

解析一下MVCC? (高频面试题)

MySQL中的多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突
隐藏字段：
trx_id(事务id)，记录每一次操作的事务id，是自增的
roll_pointer(回滚指针)，指向上一个版本的事务版本记录地址
undo log：
回滚日志，存储老版本数据
版本链：多个事务并行操作某一行记录，记录不同事务修改数据的版本，通过roll_pointer指针形成一个链表
readView: 解决的是一个事务查询选择版本的问题
根据readView的匹配规则和当前的一些事务id判断该访问那个版本的数据
不同的隔离级别快照读是不一样的，最终的访问的结果不一样
RC ：每一次执行快照读时生成ReadView
RR：仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用

事务的隔离级别 (高频面试)

并发事务问题:

• 脏读: 一个事务读到另外一个事务还没有提交的数据。
• 不可重复读: 一个事务先后读取同一条记录，但两次读取的数据不同，称之为不可重复读
• 幻读: 一个事务按照条件查询数据时，没有对应的数据行，但是在插入数据时，又发现这行数据已经存在，好像出现了”幻影”。

怎么解决上面这些事务问题了?

事务隔离级别越高，数据越安全，但是性能越低。

mysql 默认的隔离级别是RR (可重复读取) ,也就是mvcc中的readview 视图多个事务是可以共享的

ACID特性实现的原理?

• 原子性：通过Undo Log记录事务前的数据版本和事务状态管理，确保操作要么全部成功，要么全部回滚。
• 隔离性：基于MVCC和锁机制（行锁/间隙锁）控制并发事务间的可见性与互斥性。
• 持久性：依赖Redo Log的预写日志和Double Write Buffer的崩溃恢复机制，确保提交后数据永久保存。
• 一致性：通过数据库约束（唯一键、外键等）和原子性+隔离性+持久性的协同作用，保证数据始终合法有效。

好了,看完这篇文章,大家对于mysql的事务,是不是又有了新的认识了,

后面笔者将继续带大家学习更多的底层原理和常见面试题,欢迎大家留言讨论,评论,转发,收藏..