01
1.什么是分布式事务
要了解分布式事务,必须先了解本地事务。
1.1.本地事务
本地事务,是指传统的单机数据库事务,必须具备ACID原则:
原子性
所谓的原子性就是说,在整个事务中的所有操作,要么全部完成,要么全部不做,没有中间状态。对于事务在执行中发生错误,所有的操作都会被回滚,整个事务就像从没被执行过一样。
一致性
事务的执行必须保证系统的一致性,在事务开始之前和事务结束以后,数据库的完整性没有被破坏,就拿转账为例,A有500元,B有500元,如果在一个事务里A成功转给B50元,那么不管发生什么,那么最后A账户和B账户的数据之和必须是1000元。
隔离性
所谓的隔离性就是说,事务与事务之间不会互相影响,一个事务的中间状态不会被其他事务感知。数据库保证隔离性包括四种不同的隔离级别:
Read Uncommitted(读取未提交内容)
Read Committed(读取提交内容)
Repeatable Read(可重读)
Serializable(可串行化)
-持久性
所谓的持久性,就是说一旦事务提交了,那么事务对数据所做的变更就完全保存在了数据库中,即使发生停电,系统宕机也是如此。
因为在传统项目中,项目部署基本是单点式:即单个服务器和单个数据库。这种情况下,数据库本身的事务机制就能保证ACID的原则,这样的事务就是本地事务。
概括来讲,单个服务与单个数据库的架构中,产生的事务都是本地事务。
其中原子性和持久性就要靠undo和redo 日志来实现。
02
undo和redo
在数据库系统中,既有存放数据的文件,也有存放日志的文件。日志在内存中也是有缓存Log buffer,也有磁盘文件log file。
MySQL中的日志文件,有这么两种与事务有关:undo日志与redo日志。
1.2.1.undo日志
数据库事务具备原子性(**Atomicity**),如果事务执行失败,需要把数据回滚。
事务同时还具备持久性**(Durability)**,事务对数据所做的变更就完全保存在了数据库,不能因为故障而丢失。
原子性可以利用undo日志来实现。
Undo Log的原理很简单,为了满足事务的原子性,在操作任何数据之前,首先将数据备份到Undo Log。然后进行数据的修改。如果出现了错误或者用户执行了ROLLBACK语句,系统可以利用Undo Log中的备份将数据恢复到事务开始之前的状态。
数据库写入数据到磁盘之前,会把**数据先缓存在内存**中,事务提交时才会写入磁盘中。
用Undo Log实现原子性和持久化的事务的简化过程:
假设有A、B两个数据,值分别为1,2。
A. 事务开始.
B. 记录A=1到undo log.
C. 修改A=3.
D. 记录B=2到undo log.
E. 修改B=4.
F. 将undo log写到磁盘。
G. 将数据写到磁盘。
H. 事务提交
如何保证持久性?
事务提交前,会把修改数据到磁盘前,也就是说只要事务提交了,数据肯定持久化了。
如何保证原子性?
- 每次对数据库修改,都会把修改前数据记录在undo log,那么需要回滚时,可以读取undo log,恢复数据。
- 若系统在G和H之间崩溃
此时事务并未提交,需要回滚。而undo log已经被持久化,可以根据undo log来恢复数据
- 若系统在G之前崩溃
此时数据并未持久化到硬盘,依然保持在事务之前的状态
缺陷:每个事务提交前将数据和Undo Log写入磁盘,这样会导致大量的磁盘IO,因此性能很低。
如果能够将数据缓存一段时间,就能减少IO提高性能。但是这样就会丧失事务的持久性。因此引入了另外一种机制来实现持久化,即**Redo Log**.
1.2.2.redo日志
和Undo Log相反,Redo Log记录的是**新数据**的备份。在事务提交前,只要将Redo Log持久化即可,不需要将数据持久化,减少了IO的次数。
先来看下基本原理:
Undo + Redo事务的简化过程
假设有A、B两个数据,值分别为1,2
A. 事务开始.
B. 记录A=1到undo log buffer.
C. 修改A=3.
D. 记录A=3到redo log buffer.
E. 记录B=2到undo log buffer.
F. 修改B=4.
G. 记录B=4到redo log buffer.
H. 将undo log写入磁盘
I. 将redo log写入磁盘
J. 事务提交
03
安全和性能问题
如何保证原子性?
如果在事务提交前故障,通过undo log日志恢复数据。如果undo log都还没写入,那么数据就尚未持久化,无需回滚
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