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wzjs 2025/8/18 12:12:36

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MySQL 存储引擎与事务深度解析

一、存储引擎核心对比：InnoDB vs MyISAM

1. 核心特性对比

特性	InnoDB	MyISAM
事务支持	✅ 完整支持 ACID 事务，提供行级锁和外键约束	❌ 不支持事务，无锁冲突管理
索引设计	聚簇索引（数据与主键绑定存储）	非聚簇索引（数据与索引分离存储）
锁机制	行级锁（并发写入性能高）	表级锁（写操作会锁全表，并发性能差）
崩溃恢复	✅ 通过 Redo Log 实现自动崩溃恢复	❌ 无崩溃恢复机制，数据损坏风险高
文件存储	`.ibd` 文件（数据+索引）	`.MYD`（数据文件） + `.MYI`（索引文件）
适用场景	高并发事务（如支付系统、银行核心系统）	读密集型场景（如日志分析、数据仓库）

二、索引设计：聚簇索引 vs 非聚簇索引

1. 核心区别

对比维度	聚簇索引（InnoDB）	非聚簇索引（MyISAM）
数据存储	数据按主键物理排序存储，主键索引叶子节点存完整数据行	数据无序存储，索引叶子节点存数据地址（类似书目录）
索引数量	仅一个聚簇索引（默认主键）	可创建多个非聚簇索引
查询性能	主键查询极快（直接定位数据），范围查询高效	需两次查找（先查索引再查数据），随机 I/O 多
插入性能	可能因主键顺序导致页分裂	插入速度快（直接追加写入）

2. 索引优化技巧

覆盖索引：在非聚簇索引中包含查询字段，避免回表操作

-- 创建覆盖索引
CREATE INDEX idx_name_age ON users(name, age);
-- 直接通过索引获取数据
SELECT name, age FROM users WHERE name = 'Alice';

三、事务 ACID 特性详解

1. ACID 核心定义

特性	定义	技术实现
原子性	事务操作要么全成功，要么全回滚	Undo Log 记录操作逆过程
一致性	事务执行后数据必须满足约束（如外键、唯一性）	通过原子性、隔离性和持久性共同保障
隔离性	并发事务相互隔离，避免脏读、不可重复读等问题	MVCC（多版本并发控制）+ 锁机制
持久性	提交后的数据永久保存	Redo Log 先写日志后刷盘

2. 经典场景示例

转账事务
```
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;  -- A账户扣款
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;  -- B账户收款
COMMIT;
```
若第二步执行失败，Undo Log 自动回滚第一步操作，保证原子性。
A+B账户总额不变，保证一致性。
多个事务之间互相隔离保持隔离性。
事务提交持久化到磁盘，关掉进程，机器，数据不会丢失保持持久性。

四、事务隔离级别与并发问题

1. 隔离级别对比

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	实现机制	性能
读未提交 (RU)	✅ 可能	✅ 可能	✅ 可能	无锁，直接读内存数据	⚡️ 最高
读已提交 (RC)	❌ 无	✅ 可能	✅ 可能	语句级快照 (MVCC)	⚡️ 高
可重复读 (RR)	❌ 无	❌ 无	⚠️ 可能*	事务级快照 + 间隙锁	⚡️ 中等
串行化 (Serializable)	❌ 无	❌ 无	❌ 无	完全加锁，串行执行	⚡️ 最低