数据库学习（一）

最高层客户端，中间是服务器（sql查询及解析器），最底层是存储引擎（MySQL是InnoDB），通过API访问，执行事务。

当客户端连接到MySQL服务器时，服务器需要对其进行认证。认证基于用户名、原始主机信息、密码。连接成功后，会验证该客户端是否具有执行某个查询的权限。

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服务器层和存储引擎层的并发控制

通过锁系统来解决，共享锁，排他锁，也成为读锁和写锁。读锁，多个用户同一时刻同时读取同一个资源，互不干扰。写锁，会阻塞其他的写锁和读锁。

一种提高共享资源并发性的方式是让锁定对象更有选择性（细粒度？）。

所谓锁策略，就是在锁的开销和数据的安全性之间寻求平衡（锁的开销过大会影响系统性能）。

表锁是MySQL中最基本的锁策略，并且是开销最小的策略（粒度大，开销就小。相反粒度小，开销大）。table lock，锁定整张表，用户对表INSERT、DELETE、UPDATE时会对表产生写锁，阻塞其他用户对表的读写操作。

行级锁,row lock。最大程度支持并发操作，最大的锁开销。

事务

事务是一组原子性的SQL查询or独立的工作单元。事务内的语句，要么全部执行成功，要么全部执行失败。一句失败，全部失败。

ACID，Atomicity原子性，Consistency一致性，Isolation隔离性，Durability持久性。

• 原子性表示一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元，整个事务中的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚rollback
• 一致性，数据库从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。确保数据库的安全性。
• 隔离性，一个事务所作的修改在最终提交前，对其他事务是不可见的。
• 持久性，一旦事务提交，所作的修改会永久保存在数据库。

在MySQL中用户可以选择非事务型的存储引擎，获得更高的性能。

封锁

要保证事务的ACID特性，就要对数据进行封锁。否则会造成丢失修改、不可重复度、读脏数据三种情况。因为数据的不一致性导致事务的隔离性被破坏。

封锁有三级协议：

• 一级封锁协议，事务T在修改数据R之前必须先对其加写锁，直到事务结束才释放。
• 二级封锁协议，在一级封锁协议基础上增加事务T在读取数据之前必须对其加读锁，读完释放读锁。
• 三级封锁协议，在一级封锁协议基础上增加事务T在读取数据之前必须对其加读锁，事务结束后释放读锁。

注意三级是在事务结束释放读锁，二级是读取后释放读锁，明显三级要求更高。一级防止丢失修改，二级防止读脏数据，三级防止不可重复读。

活锁和死锁

活锁，一个事务永久等待的情况。避免活锁的简单方法是采用先来先服务的策略。

死锁是指两个事务在同一个资源上相互占用，并请求对方占用的资源，从而导致恶性循环的现象。

InnoDB目前处理死锁的办法是，将持有最少行级排他锁的事务进行回滚。

并发调度的可串行性

可串行化调度，当多个事务的并发执行是正确的，当且仅当其结果与按一次序串行执行这些事务时的结果相同。可串行性时并发事务正确调度的准则。

事务日志

事务日志可以帮助提高事务的效率。存储引擎在修改表的数据时只需要修改其内存拷贝，再把该修改行为记录到持久再硬盘上的事务日志中。这样的行为称为预写式日志WAL，HDFS中namenode也是预写式日志。

InnoDB采用的是两阶段锁定协议

在事务执行过程中，随时可以执行锁定，锁只有在执行COMMIT或者ROLLBACK才会释放。第一阶段加锁，第二阶段释放锁。

InnoDB存储引擎

InnoDB是MySQL的默认事务型引擎，用来处理大量短期事务，很少被回滚。

采用MVCC来支持高并发（需要专门学一下MVCC），实现四个标准隔离级别。