docker 搭建Mycat環境實現Mysql資料庫的讀寫分離
MySQL的事務
本文為《MySQL技術內幕: InnoDB儲存引擎》的閱讀筆記。
前言
事務就是一組原子性的SQL查詢，或者說一個獨立的工作單元。
事務內的語句，要麼全部執行成功，要麼全部執行失敗。
一個執行良好的事務處理系統，具備以下特徵。
- 原子性 (atomicity)
- 一致性 (consistency)
- 隔離性 (isolation)
- 永續性 (durability)
其中，ISO 和 ANIS SQL 標準制定了四種事務隔離級別的標準，但是很少有資料庫廠商遵循這些標準。比如 Oracle 資料庫就不支援 READ_UNCOMMITTED 和 REPEATABLE_READ
事務的實現
注：redo 和 undo 的作用都可以視為一種恢復操作，redo 恢復提交事務修改的頁操作，而 undo 回滾行記錄到某個特定的版本。redo 通常是物理日誌，記錄的是頁的物理修改操作，undo 是邏輯日誌，根據每行記錄進行記錄。
redo
重做日誌有兩部分組成：一是記憶體中的重做日誌緩衝 (redo log buffer)，其是易失的；二是重做日誌檔案 (redo log file)，其是持久的。
InnoDB 是事務的儲存引擎，當事務提交時，必須先將該事務的所有日誌寫入到重做日誌檔案進行持久化，待事務的提交操作完成才算完成。在 InnoDB
undo
undo log 用來幫助事務回滾以及 MVCC 的功能。redo 存放在重做日誌檔案中，與 redo 不同，undo 存放在資料庫內部的一個特殊段（segment）中，這個段稱為 undo 段。undo 段位於共享表空間內。
undo 是邏輯日誌，因此只是將資料庫邏輯地恢復到原來的樣子。當 InnoDB 儲存引擎回滾時，它實際做的是與先前相反的工作。對於每個 INSERT，InnoDB 儲存引擎會完成一個 DELETE；對於每個 DELETE，InnoDB 儲存引擎會執行一個 INSERT。
在SQL標準中定義了四種隔離級別
undo 的另一個作用是 MVCC，即在 InnoDB 儲存引擎中的 MVCC 的實現是通過 undo 來完成。當用戶讀取一行記錄時，若該記錄已經被其他事務佔用，當前事務可以通過 undo 讀取之前的版本資訊，以此實現非鎖定讀取。
undo log 會產生 redo log。
四種隔離級別分別是：
- 未提交讀 (READ_UNCOMMITTED)
- 提交讀 (READ_COMMITTED)
- 可重複讀 (REPEATABLE_READ)
- 可序列化 (SERIALIZABLE)
未提交讀
READ_UNCOMMITTED 級別，事務中的修改，即使沒有提交，對其他事務也都是可見的。事務可以讀取未提交的資料，也稱為髒讀。從效能上來說，READ_UNCOMMITTED 不會比其他級別好太多，但卻缺乏其他級別的很多好處，一般很少使用。
髒讀
將兩個會話的隔離級別都修改為未提交讀。（我試了將一個會話設定為未提交讀，另一個隔離級別預設，但是沒有效果）
## 初始資料
mysql> SELECT * FROM t_bank;
+----+-------+---------+
| id | name | balance |
+----+-------+---------+
| 1 | Tom | 1600.00 |
| 2 | Cindy | 100.00 |
| 3 | Jerry | 100.00 |
+----+-------+---------+
3 rows in set (0.02 sec)
會話執行例項：下表第5行，兩個事務中，會話B可以讀取到會話A的修改結果。
| Time | 會話A | 會話B |
|---|---|---|
| 1 | SELECT @@tx_isolation; | SELECT @@tx_isolation; |
| 2 | SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED; | SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED; |
| 3 | START TRANSACTION; | START TRANSACTION; |
| 4 | UPDATE t_bank SET balance = balance - 100 WHERE id = 1; | |
| 5 | SELECT * FROM t_bank; | |
| 6 | ROLLBACK; | ROLLBACK; |
提交讀
大多數資料庫系統預設隔離級別都是 READ_COMMITTED (但 MySQL 不是)。一個事務從開始直到提交之前，所做的任何修改對其他事務都是不可見的。這個級別有時候也叫做不可重複讀， 因為兩次執行同樣的查詢，可能會得到不一樣的結果。
復現未提交讀
會話執行例項：下表第7行，兩個事務中，會話A讀取不到會話B的修改結果。可是一旦會話B提交了事務，會話A就可以讀取到會話B修改的結果了。
| Time | 會話A | 會話B |
|---|---|---|
| 1 | SELECT @@tx_isolation; | SELECT @@tx_isolation; |
| 2 | SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; | SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; |
| 3 | START TRANSACTION; | START TRANSACTION; |
| 4 | SELECT * FROM t_bank; | |
| 5 | UPDATE t_bank SET balance = balance - 100 WHERE id = 1; | |
| 6 | SELECT * FROM t_bank; // 1700 | |
| 7 | SELECT * FROM t_bank; // 1800 | |
| 8 | COMMIT; | |
| 9 | SELECT * FROM t_bank; // 1700 | |
| 8 | ROLLBACK; | ROLLBACK; |
可重複讀
REPEATABLE_READ 解決了髒讀的問題。該級別保證了在同一事務中多次讀取同樣記錄的結果是一致的。但是沒有解決幻讀問題。所謂幻讀，指的是當某個事務在讀取某個範圍內的記錄時，會產生幻行。InnoDB 和 XtraDB 儲存引擎通過多版本併發控制解決了幻讀問題。
可重複讀是 MySQL 的預設事務隔離級別。
驗證 REPEATABLE_READ 解決了可重複讀
會話執行例項：下表第6行，說明解決了髒讀。下表第8行，說明解決了不可重複讀。注意第9行，是在會話B提交的結果上修改的。
| Time | 會話A | 會話B |
|---|---|---|
| 1 | SELECT @@tx_isolation; | SELECT @@tx_isolation; |
| 2 | SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ; | SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ; |
| 3 | START TRANSACTION; | START TRANSACTION; |
| 4 | SELECT * FROM t_bank; | SELECT * FROM t_bank; |
| 5 | UPDATE t_bank SET balance = balance + 100 WHERE id = 1; | |
| 6 | SELECT * FROM t_bank; // 1600 | SELECT * FROM t_bank; // 1700 |
| 7 | COMMIT; | |
| 8 | SELECT * FROM t_bank; // 1600 | SELECT * FROM t_bank; // 1700 |
| 9 | UPDATE t_bank SET balance = balance + 100 WHERE id = 1; | |
| 10 | SELECT * FROM t_bank; // 1800 | SELECT * FROM t_bank; // 1700 |
| 11 | COMMIT; | |
| 12 | SELECT * FROM t_bank; // 1800 |
關於幻讀的操作，在一次事務裡面，多次查詢之後，結果集的個數不一致的情況叫做幻讀，而多出來或者少出來的那一行叫做幻行。
在快照讀的情況下，MySQL 通過 MVCC 來避免幻讀。
在當前讀的情況下，MySQL 通過 next-key 來避免幻讀。
mysql> select * from t_bank;
+----+-------+---------+
| id | name | balance |
+----+-------+---------+
| 1 | Tom | 2100.00 |
| 2 | Cindy | 100.00 |
| 3 | Jerry | 100.00 |
+----+-------+---------+
3 rows in set (0.03 sec)
| Time | 會話A | 會話B |
|---|---|---|
| 1 | SELECT @@tx_isolation; | SELECT @@tx_isolation; |
| 2 | SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ; | SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ; |
| 3 | START TRANSACTION; | |
| 4 | # 使用當前讀（加共享鎖） SELECT * FROM t_bank LOCK IN SHARE MODE; |
|
| 5 | START TRANSACTION; | |
| 6 | INSERT INTO t_bank VALUES(4, "new_man", 500); // 執行此條命令阻塞 | |
| 7 | ROLLBACK; | 強行停止 |
InnoDB可重複讀隔離級別下如何避免幻讀
RR級別下
- 表象：快照讀(非阻塞讀) -- 偽MVCC
- 內在：next-key鎖 (行鎖+gap鎖)
什麼是當前讀
加了鎖（共享鎖和排他鎖）的增刪改查語句
- 當前讀：
select …… lock in share mode、select……for update - 當前讀：
update、delete、insert
什麼是快照讀
- 快照讀：不加鎖的非阻塞讀,
select[非序列化隔離級別下 ]
RC、RR 級別下的 InnoDB 的非阻塞讀如何實現
資料行裡的DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR、DB_ROW_ID欄位。