說起MySQL事務處理的四大特性，相信大家都可以張口就來：ACID！
那 MySQL是如何實現ACID的？每種特性的原理又是如何實現的？
今天，本文筆者主要探討MYSQL InnoDB引擎下的ACID實現原理，對事務、鎖以及隔離級別等內容統一進行回顧一下。
1、ACID特性
原子性（Atomicity）
單個事務，為一個不可分割的最小工作單元，整個事務中的所有操作要么全部commit成功，要么全部失敗rollback，對于一個事務來說，不可能只執行其中的一部分SQL操作，這就是事務的原子性。
一致性(Consistency)
數據庫總是從一個一致性的狀態轉換到另外一個一致性的狀態。在前面的例子中， 一致性確保了，即使在執行第三、四條語句之間時系統崩潰，信用卡賬戶也不會損 失100塊，因為事務最終沒有提交，所以事務中所做的修改也不會保存到數據庫中，保證數據一致性。
隔離性(Isolation)
通常來說，一個事務所做的修改在最終提交以前，對其他事務是不可見（隔離）的。避免多個事務并發執行的時候不會互相干擾。
持久性（Durability）
一旦事務提交，則其所做的修改就會永久保存到數據庫中，之后的其他操作或故障都不會對事務的結果產生影響。
2、ACID 具體實現
原子性：通過undolog來實現。
持久性：通過binlog、redolog來實現。
隔離性：通過（讀寫鎖+MVCC）來實現。
一致性：MySQL通過原子性、持久性、隔離性最終實現數據一致性。
對MySQL來說，邏輯備份日志（binlog）、重做日志（redolog）、回滾日志（undolog）、鎖技術 + MVCC就是MySQL實現事務的基礎。
2.1 原子性原理
事務通常是以BEGIN TRANSACTION 開始，以 COMMIT 或 ROLLBACK 結束。
COMMIT 表示提交，即提交事務的所有操作并持久化到數據庫中。
ROLLBACK表示回滾，即在事務中運行的過程中發生了某種故障，事務不能繼續執行，系統將事務中對數據庫所有已完成的操作全部撤銷，回滾到事務開始時的狀態，這里的操作指對數據庫的更新操作（查詢操作忽略）。這時候需要用到 undolog 來進行回滾。
undolog：
每條數據變更（INSERT/UPDATE/DELETE/REPLACE）等操作都會生成一條undolog記錄，在SQL執行前先于數據持久化到磁盤。
insert語句，回滾時會執行 delete；
delete語句，回滾時會執行insert；
update語句，回滾時便執行相反的update，把數據改回來。
當事務需要回滾時，MySQL會根據回滾日志對事務中已執行的SQL做逆向操作，比如 DELETE 一行數據的逆向操作就是再把這行數據 INSERT回去，其他操作同理。
undolog記錄事務開始前老版本數據，用于實現回滾，保證原子性，實現MVCC，會將數據修改前的舊版本保存在undolog，然后行記錄有個隱藏字段回滾指針指向老版本。
2.2 持久性原理
我們知道，MySQL表數據是持久化到磁盤中的，但如果所有操作都去操作磁盤，等并發上來了，那處理效率無法保證，因此引入了緩沖池(Buffer Pool)的概念，Buffer Pool 中包含了磁盤中部分數據頁的映射，可以當做緩存來用；這樣當修改表數據時，我們把操作記錄先寫到Buffer Pool中，并標記事務已完成，等MySQL空閑時，再把更新操作持久化到磁盤里，從而大大緩解了MySQL并發壓力。
MYSQL的持久性便是由redo log來保證。
redo log
是一種物理日志，作用：會記錄事務開啟后對數據做的修改，crash-safe。
它類似于一個卸貨的小推車，我們若是每卸一件物品就拿著去入庫，那豈不是特浪費時間，若有一個小推車，我們將貨物首先存放在小推車，當推車滿了再往庫里存，可以大大提升效率。
其實就是MySQL里經常說到的WAL技術，WAL的全稱是Write-Ahead Logging，它的關鍵點就是先寫日志，再寫磁盤，也就是先裝小推車，等不忙的時候再裝庫。
特性：空間一定，寫完后會循環寫，有兩個指針write pos指向當前記錄位置，checkpoint指向將擦除的位置，redolog相當于是個取貨小車，貨物太多時來不及一件一件入庫太慢了這樣，就先將貨物放入小車，等到貨物不多或則小車滿了或則店里空閑時再將小車貨物送到庫房。用于crash-safe，數據庫異常斷電等情況可用redo log恢復。
以下只作了解：
寫入流程：先寫redo log buffer，然后wite到文件系統的page cache，此時并沒有持久化，然后fsync持久化到磁盤
寫入策略：根據innodb_flush_log_at_trx_commit參數控制（innodb以事務的什么提交方式刷新日志）
0——>事務提交時只把redo log留在redo log buffer
1——>將redo log直接持久化到磁盤（所以有個雙“1”配置，后面會講）
2——>只是把redo log寫到page cache
2.3 隔離性原理
MYSQL有四種隔離級別，用來解決存在的并發問題：臟讀、幻讀、不可重復讀。
那么不同隔離級別，隔離性是怎樣實現的呢？
一句話：鎖+MVCC。
鎖
表鎖：讀鎖（不會阻塞其他線程的讀操作，阻塞寫操作）；寫鎖（讀寫操作都阻塞）
行鎖：需要的時候加上，并不是馬上釋放，等事務提交才釋放，兩階段鎖協議
鎖的類型
間隙鎖-gap lock：鎖定區間范圍，防止幻讀，左開右開，只在可重復讀隔離級別下生效—|—為了阻止多個事務將記錄插入到同一范圍內，而這會導致幻讀問題的產生
記錄鎖-record Lock：鎖定行記錄，索的索引，索引失效，為表鎖
臨鍵鎖-next-key Lock：record lock+gap lock 左開右閉（解決幻讀）
鎖的模式
select .... for update （持有寫鎖，別的不可加讀鎖，也不可加寫鎖）
select .... lock in share mode（持有讀鎖，別的可以再加讀鎖，不可加寫鎖）
共享鎖-讀鎖-S鎖
排他鎖-寫鎖-X鎖
意向鎖：讀意向鎖+寫意向鎖
自增鎖
全局鎖：全庫邏輯備份
死鎖：兩個或多個事務在同一資源上相互占用，并請求加鎖時，造成相互等待，無限阻塞
MVCC：實現多版本并發控制，實現原理：使用版本鏈+Read View
讀已提交和可重復讀實現原理就是MVCC Read View不同的生成時機。可重復讀只在事務開始時生成一個Read View，之后都用的這個；讀已提交每次執行前都會生成Read View。
2.4 一致性原理
一致性是事務追求的最終目標，前文所述的原子性、持久性和隔離性，其實都是為了保證數據庫狀態的一致性，數據庫中的增刪改操作，使數據庫不斷從一個一致性的狀態轉移到另一個一致性的狀態。
總結
事務該回滾的回滾，該提交的提交，提交后該持久化磁盤的持久化磁盤，該寫緩沖池的寫緩沖池+寫日志。
對于數據可見性，通過四種隔離級別進行控制，使得庫表中的有效數據范圍可控，保證業務數據的正確性的前提下，進而提高并發程度，支撐服務高QPS的穩定運行，保證數據的一致性，這就是咱們說個不停的MySQL數據庫事務ACID四大特性。
