数据库:事务(存储引擎)

事务

其实对于事务而言,我们就是为了数据库恢复技术而产生的概念。

事务(Database Transaction) ,是指作为单个逻辑工作单元执行的一系列操作,要么完全地执行,要么完全地不执行。 事务处理可以确保除非事务性单元内的所有操作都成功完成,否则不会永久更新面向数据的资源。通过将一组相关操作组合为一个要么全部成功要么全部失败的单元,可以简化错误恢复并使应用程序更加可靠。

对于事务有如下相关属性:

  • 原子性(Atomic)(Atomicity)

事务必须是原子工作单元;对于其数据修改,要么全都执行,要么全都不执行。通常,与某个事务关联的操作具有共同的目标,并且是相互依赖的;如果系统只执行这些操作的一个子集,则可能会破坏事务的总体目标,原子性消除了系统处理操作子集的可能性;

  • 一致性(Consistent)(Consistency)

事务在完成时,必须使所有的数据都保持一致状态。在相关数据库中,所有规则都必须应用于事务的修改,以保持所有数据的完整性。事务结束时,所有的内部数据结构(如 B 树索引或双向链表)都必须是正确的;

  • 隔离性(Insulation)(Isolation)

由并发事务所作的修改必须与任何其它并发事务所作的修改隔离。事务查看数据时数据所处的状态,要么是另一并发事务修改它之前的状态,要么是另一事务修改它之后的状态,事务不会查看中间状态的数据。这称为隔离性,因为它能够重新装载起始数据,并且重播一系列事务,以使数据结束时的状态与原始事务执行的状态相同。当事务可序列化时将获得最高的隔离级别。在此级别上,从一组可并行执行的事务获得的结果与通过连续运行每个事务所获得的结果相同。由于高度隔离会限制可并行执行的事务数,所以一些应用程序降低隔离级别以换取更大的吞吐量;

  • 持久性(Duration)(Durability)

事务完成之后,它对于系统的影响是永久性的。该修改即使出现致命的系统故障也将一直保持;

对于上述特征而言,事务是恢复和并发控制的基本单位!

保证事务ACID特性是事务管理的重要任务,事务ACID特性可能遭到破坏的因素有:

1.多个事务并行运行时,不同的事务操作交叉执行:不满足原子性,有点像可重入函数的避免思想。

2.事务在运行过程中被强行停止,也就是产生了片段中断但发生副作用却未达到目的。

事务的三种模型:

  1. 隐式事务是指每一条数据操作语句都自动地成为一个事务,事务的开始是隐式的,事务的结束有明确的标记;
  2. 显式事务是指有显式的开始和结束标记的事务,每个事务都有显式的开始和结束标记;
  3. 自动事务是系统自动默认的,开始和结束不用标记;

使用事务的语句:

  1. 开始事物:BEGIN  TRANSACTION
  2. 提交事物:COMMIT  TRANSACTION
  3. 回滚事务:ROLLBACK  TRANSACTION

事务的保存点:

  1. SAVE  TRANSACTION  保存点名称 ——自定义保存点的名称和位置
  2. ROLLBACK  TRANSACTION  保存点名称 ——回滚到自定义的保存点

存储引擎:

MySQL中的数据用各种不同的技术存储在文件(或者内存)中,这些技术中的每一种技术都使用不同的存储机制、索引技巧、锁定水平并且最终提供广泛的不同的功能和能力,通过选择不同的技术,能够获得额外的速度或者功能,从而改善应用的整体功能。这些不同的技术以及配套的相关功能在MySQL中被称作存储引擎(也称作表类型);

MySQL默认配置了许多不同的存储引擎,可以预先设置或者在MySQL服务器中启用。可以选择适用于服务器、数据库和表格的存储引擎,以便在选择如何存储你的信息、如何检索这些信息以及需要数据结合什么性能和功能的时候能提供最大的灵活性。

下面主要介绍几种常用的存储引擎:

MyISAM

特性
不支持事务:MyISAM存储引擎不支持事务,所以对事务有要求的业务场景不能使用
表级锁定:其锁定机制是表级索引,这虽然可以让锁定的实现成本很小但是也同时大大降低了其并发性能
读写互相阻塞:不仅会在写入的时候阻塞读取,MyISAM还会在读取的时候阻塞写入,但读本身并不会阻塞另外的读
只会缓存索引:MyISAM可以通过key_buffer缓存以大大提高访问性能减少磁盘IO,但是这个缓存区只会缓存索引,而不会缓存数据

适用场景
不需要事务支持(不支持)
并发相对较低(锁定机制问题)
数据修改相对较少(阻塞问题)
以读为主
数据一致性要求不是非常高

最佳实践
尽量索引(缓存机制)
调整读写优先级,根据实际需求确保重要操作更优先
启用延迟插入改善大批量写入性能
尽量顺序操作让insert数据都写入到尾部,减少阻塞
分解大的操作,降低单个操作的阻塞时间
降低并发数,某些高并发场景通过应用来进行排队机制
对于相对静态的数据,充分利用Query Cache可以极大的提高访问效率
MyISAM的Count只有在全表扫描的时候特别高效,带有其他条件的count都需要进行实际的数据访问

InnoDB

特性
具有较好的事务支持:支持4个事务隔离级别,支持多版本读
行级锁定:通过索引实现,全表扫描仍然会是表锁,注意间隙锁的影响
读写阻塞与事务隔离级别相关
具有非常高效的缓存特性:能缓存索引,也能缓存数据
整个表和主键以Cluster方式存储,组成一颗平衡树
所有Secondary Index都会保存主键信息

适用场景
需要事务支持(具有较好的事务特性)
行级锁定对高并发有很好的适应能力,但需要确保查询是通过索引完成
数据更新较为频繁的场景
数据一致性要求较高
硬件设备内存较大,可以利用InnoDB较好的缓存能力来提高内存利用率,尽可能减少磁盘 IO

最佳实践
主键尽可能小,避免给Secondary index带来过大的空间负担
避免全表扫描,因为会使用表锁
尽可能缓存所有的索引和数据,提高响应速度
在大批量小插入的时候,尽量自己控制事务而不要使用autocommit自动提交
合理设置innodb_flush_log_at_trx_commit参数值,不要过度追求安全性
避免主键更新,因为这会带来大量的数据移动

NDBCluster

特性
分布式:分布式存储引擎,可以由多个NDBCluster存储引擎组成集群分别存放整体数据的一部分
支持事务:和Innodb一样,支持事务
可与mysqld不在一台主机:可以和mysqld分开存在于独立的主机上,然后通过网络和mysqld通信交互
内存需求量巨大:新版本索引以及被索引的数据必须存放在内存中,老版本所有数据和索引必须存在与内存中

适用场景
具有非常高的并发需求
对单个请求的响应并不是非常的critical
查询简单,过滤条件较为固定,每次请求数据量较少,又不希望自己进行水平Sharding

最佳实践
尽可能让查询简单,避免数据的跨节点传输
尽可能满足SQL节点的计算性能,大一点的集群SQL节点会明显多余Data节点
在各节点之间尽可能使用万兆网络环境互联,以减少数据在网络层传输过程中的延时

注:以上三个存储引擎是目前相对主流的存储引擎,还有其他类似如:Memory,Merge,CSV,Archive等存储引擎的使用场景都相对较少,这里就不一一分析了。

MyISAM和inonoDB。Myisam不支持事务。 Innodb支持事务。

拓展:例如,如果你在研究大量的临时数据,你也许需要使用内存存储引擎。内存存储引擎能够在内存中存储所有的表格数据。又或者,你也许需要一个支持事务处理的数据库(以确保事务处理不成功时数据的回退能力)。

这些不同的技术以及配套的相关功能在MySQL中被称作存储引擎(也称作表类型)。MySQL默认配置了许多不同的存储引擎,可以预先设置或者在MySQL服务器中启用。你可以选择适用于服务器、数据库和表格的存储引擎,以便在选择如何存储你的信息、如何检索这些信息以及你需要你的数据结合什么性能和功能的时候为你提供最大的灵活性。选择如何存储和检索你的数据的这种灵活性是MySQL为什么如此受欢迎的主要原因。

各种存储引擎特点:

另外,可以使用SHOW TABLE STATUS FROMDBname来查看当前数据库中各表的引擎;

创建一个新表时,可以通过在CREATE语句中ENGINE或TYPE选项来告诉MySQL要创建什么类型的表:

CREATE TABLE t (i INT) ENGINE = INNODB;

CREATE TABLE t (i INT) TYPE = MEMORY;
如果省略掉ENGINE或TYPE选项,默认的存储引擎被使用。当MySQL被用MySQL配置向导安装在Windows平台上,InnoDB存储引擎替代MyISAM存储引擎作为默认。当不可用的类型被指定时,自动用InnoDB表来替代。

还可以把表从一个类型转到另一个类型,使用ALTERTABLE语句:

ALTER TABLE t ENGINE = MYISAM;

ALTER TABLE t TYPE = BDB;

时间: 2024-12-22 00:01:30

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