Mysql

1、mysql四大特性

原子性：一个事务必须视为一个不可分割的最小工作单元，整个事务中的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚。通过mysql undo log(回滚日志实现)，也有用到mvcc.
一致性：数据库总是从一个一致性的状态转换到另一个一致性的状态。是核心由原子性、隔离性、持久性综合实现
隔离性：一个事务所做的修改在最终提交以前，对其他事务是不可见的。通过锁和mvcc(多版本并发控制)实现。
持久性：一旦事务提交，则其所做的修改就会永久保存到数据库中。主要通过mysql redo log(重做日志，用于崩溃恢复)日志实现

2、mvcc多版本并发控制

先解释两个概念
1.当前读：简单来说就是是读取的是该条数据的最新数据。在MySQL中当前读查询的时候 select 结尾加 lock in share mode(共享锁)，结尾加 for update(排它锁)都属于当前读。insert、update、delete的时候都要弄到当前读的数据
2.快照读：简单来说就是不加锁的select操作，所以可能读到的不是最新数据，目的使用来提升数据库的并发查询能力。数据行每次新增或更新后形成的一个一个版本，快照读就是直接去读最新版本，所以快照读也是基于mvcc来实现的。
再来明确下当前读、快照读、mvcc之间的关系
1.首先mvcc是通过维护每条数据库数据的多个版本来使得读写操作没有冲突从而提升性能。
2.快照读就是对数据一致性影响不大的一些数据的快速读取
3.当前读就是对数据修改是通过加锁+读取最新数据来保证数据一致性
mvcc实现原理
1.数据库行末尾维护的三个隐式字段:

事务Id(DB_TRX_ID)：新增或更新数据时候该记录的事务id(全局递增),6字节。
回滚指针(DB_ROLL_PTR)：记录指向本条数据在undo log的旧版本，用于事务失败找到旧版本恢复，7字节。
隐藏主键(DBZ_ROW_ID)：如果系统没有设置主键那么引擎会自动生成一个row_id代替主键，6字节。
2.undo log:用于事务出现问题进行回滚恢复的操作，insert的时候事务提交之后就可以删除了，update和delete快照读的时候还要用，只有在快照读或者回滚用不到的时候才会被删除，另外为了节省磁盘空间数据被更新和删除的时候老数据只是先打上delete标记，后续会被purge统一删除。
3.read view: readview是事务去读取另一个事务的快照读的时候产生的读视图(可以理解为一个快照)，它的最大最用是对一个事务做可见性判断，具体的算法如下：
首先readview有3个全局属性
trx_lsit: read view产生的时候的所有活跃事物的id集合
up_limit_id: trx_lsit中最小的事务id
low_limit_id: trx_lsit read view产生的时候,下个将生成的事务id
比较规则：
1.如果当前事务id < up_limit_id,则可见当前事务id renturn;否则继续
2.当前事务id > low_limit_id,则不可见当前事务id return,然后去undo log中找最近的旧纪录;否则继续
3.如果当前事务id在trx_lsit集合中则当前事务活跃不可见return,然后去undo log中找最近的旧纪录，反之可见，over
可看图：
在RC与RR两个隔离级别的时候，read view的生成时间不同，RC是每次快照读都会生成一个read view,RR同一个事务中第一次快照读生成一个快照读，再次快照读用的还是一个

3、mysql事务隔离级别

READ-UNCOMMITTED(读取未提交)：事务的修改，即使没有提交，对其他事务也都是可见的。事务能够读取未提交的数据，这种情况称为脏读。
READ-COMMITTED(读取已提交)：事务读取已提交的数据，大多数数据库的默认隔离级别。当一个事务在执行过程中，数据被另外一个事务修改，造成本次事务前后读取的信息不一样，这种情况称为不可重复读。
REPEATABLE-READ(可重复读)：这个级别是MySQL的默认隔离级别，它解决了脏读的问题，同时也保证了同一个事务多次读取同样的记录是一致的，但这个级别还是会出现幻读的情况。幻读是指当一个事务A读取某一个范围的数据时，另一个事务B在这个范围插入行，A事务再次读取这个范围的数据时，会产生幻读
SERIALIZABLE(可串行化)：最高的隔离级别，完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行，这样事务之间就完全不可能产生干扰，也就是说，该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。
事务隔离机制的实现基于锁机制和并发调度。其中并发调度使用的是MVVC（多版本并发控制），通过保存修改的旧版本信息来支持并发一致性读和回滚等特性。
因为隔离级别越低，事务请求的锁越少，所以大部分数据库系统的隔离级别都是READ-COMMITTED(读取提交内容)但是你要知道的是InnoDB 存储引擎默认使用 REPEATABLE-READ（可重读）并不会有任何性能损失。

4、幻读问题

原因：在一个事务中，当前读与快照读混用才可能导致幻读，普通的select是快照读，而 for update,lock in share mode,update,delete都属于当前读。
现象：两个事务，事务A里先到一个范围，然后事务B在事务A查询到的范围之内进行了update或delete操作并提交，然后事务A中有了当前读操作，再次查询发现查询到的范围变了
解决：通过记录锁+间隙锁，防止上例中的事务B对A操作的范围进行修改

5、join原理

MySQL是只支持一种Join算法Nested-Loop Join(嵌套循环连接)，并不支持哈希连接和合并连接，不过在mysql中包含了多种变种，能够帮助MySQL提高join执行的效率。

Simple Nested-Loop Join，简单嵌套循环就是A表m条数据，B表n条数据，jion处理之后对表进行mn次访问，简单但是开销大例：select * from t1t2;笛卡尔积。
Index Nested-Loop Join，索引嵌套连接，就是关联字段建立索引来减少比较次数提高效率
这种算法在链接查询的时候，驱动表会根据关联字段的索引进行查找，当在索引上找到了符合的值，再回表进行查询，也就是只有当匹配到索引以后才会进行回表。至于驱动表的选择，MySQL优化器一般情况下是会选择记录数少的作为驱动表，但是当SQL特别复杂的时候不排除会出现错误选择
Block Nested-Loop Join，块嵌套连接，就是相对于简单嵌套循环多了一个中间处理的过程，也就是join buffer，使用join buffer将驱动表的查询JOIN相关列都给缓冲到了JOIN BUFFER当中，然后批量与非驱动表进行比较，这也来实现的话，可以将多次比较合并到一次，降低了非驱动表的访问频率。也就是只需要访问一次S表。这样来说的话，就不会出现多次访问非驱动表的情况了，也只有这种情况下才会访问join buffer。
在MySQL当中，我们可以通过参数join_buffer_size来设置join buffer的值，然后再进行操作。默认情况下join_buffer_size=256K，在查找的时候MySQL会将所有的需要的列缓存到join buffer当中，包括select的列，而不是仅仅只缓存关联列。在一个有N个JOIN关联的SQL当中会在执行时候分配N-1个join buffer。
? 在有索引的情况下，MySQL会尝试去使用Index Nested-Loop Join算法，在有些情况下，可能Join的列就是没有索引，那么就会走块嵌套连接