mysql的基本原理 数据库的基本原理( 三 )


5、事务和锁 最后一部分内容,就是数据库的两个重要组成部分,事务和锁,事务可以保证一组数据库操作的ACID特性,非常适用于需要数据一致性的场景,而数据库的锁不但是实现事务的基础,还可以灵活地适用于不同的数据库应用场景,我们还可以通过sql语句来完成加锁和释放,对于并发场景尤其管用 。
MySQL的实现原理学习完了数据库基础之后,接下来就该学习MySQL了,毕竟很多时候我们的数据库应用就是MySQL 。
其实MySQL里的很多知识点和我们上面提到的数据库基础大同小异,而回到MySQL的实现层,我们就得来看看MySQL的存储引擎了 。
MySQL的存储引擎分为innodb和myisam,相信大家对于这两个引擎区别的面试题看了也不少,比如innodb支持事务,支持行级锁,而myisam不支持 。
由于现在innodb基本上是主流,所以我们讨论MySQL的时候基本上就是在讨论innodb 。对于MySQL的实现原理,我认为大概有这么一些内容需要我们去学习 。
首先,我们了解MySQL里有哪些数据类型,一般的用法如何,然后,尝试用MySQL去跑一些sql语句,建库建表,加索引加主键,总之,这些实践能帮助你更好地学习上述内容 。
想要更好地了解MySQL的原理,我们就必须要了解MySQL的整体架构,一般来说,MySQL从上到下可以分为这么几层

mysql的基本原理 数据库的基本原理

文章插图
客户端也就是我们经常用的可视化工具,比如Navicat for MySQL
服务端就是我们安装的MySQL程序,其实打开它它就是一个MySQL的服务端进程
sql执行层sql执行层主要负责解析执行sql,里面包含了很多复杂的组成部分,比如解释器,分析器,优化器等等,执行层会生成一个sql的执行计划,这个计划也经常是我们分析sql性能的一个重要参考内容
存储引擎层存储引擎层是innodb了,比如数据要如组织和存放,索引要如何建立和管理等等,加锁怎么加,事务如何实现,都是这一层要考虑的内容 。
文件系统层存储引擎的下一层就是文件系统了,数据库的数据如何和文件系统进行交互,就是这一层要做的事情了 。
索引不得不说,索引绝对是数据库中最经常考察,考点也最多的内容了 。
比如给你一条sql,那么它能否命中索引,能命中哪些索引,如果想要命中某个索引,你应该如何修改,这种问题面试时是不是经常看到,变来变去这么多题型,其实面试官就是想考察你对于索引的理解 。
还有就是,索引的数据结构,一样是非常热门的考点之一,索引其实是基于B+树来实现的,不知道b+树是啥,请回去看数据结构 。
简单来说,它是一种多路搜索树,致力于更短的时间来完成数据检索,因为它的高度比二叉树要低,而比起普通的b树,它的非叶节点只起索引作用,而叶子节点是顺序串联的,所以非常适合做搜索树 。
如果你理解了这一点,那么面对此类面试题就可以更加从容一些,面试官其实就是想知道你对b+树的了解到了什么样的程度而已 。
事务和锁除了索引之外,数据库中最复杂的内容可能就是事务和锁了 。
就拿事务的ACID特性来说,你需要了解每个大写字母背后的实现原理,比如原子性是如何实现的,一致性是如何保证的,背后的原理是什么 。
我们平时常用的事务可能就是spring里的事务模板,在事务里执行的同库数据库操作,要么都成功,要么都失败,这就是原子性 。
两个事务之间互不影响,这就是隔离性,当然了,这里又涉及到了事务隔离级别 。
事务隔离级别包括读未提交,读已提交,可重复读和序列化,每个事务隔离级别都适用于某种数据库读写场景,很多时候,我们都需要搞懂隔离级别背后的原理,才能更好地适用它 。
MySQL里默认使用可重复读的隔离级别,这个级别基本上可以保证我们的事务按照预期执行,在MySQL中,这个事务隔离级别甚至可以解决幻读的问题 。
在MySQL的事务背后,其实有一个隐藏的boss,那就是数据库的锁,很多事务的隔离级别都是通过锁来实现的,比如可重复读只要加行锁就可以实现了,而幻读则需要加上间隙锁next-key lock来实现 。
行级锁和表级锁是MySQL中的两种锁,表级锁顾名思义,会直接锁表,一次只有一个事务能够访问,而行级锁其实锁的也并非是一行,在MySQL中,这个锁加在索引上,而这个索引对应的数据往往不止一行,所以这个行级锁只是理论意义上的"行级锁"
说了这么多,要理解MySQL的事务和锁,还是要多看看相关的书籍和文章,理解其内部的实现原理,知其然也要知其所以然 。

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