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MySQL
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MySQL55题及答案
1、一张表,里面有 ID 自增主键,当 insert 了 17 条记录之后,删除了第 15,16,17 条记录,再把 Mysql 重启,再 insert 一条记录,这条记录的 ID 是 18 还是 15 ?(1)如果表的类型是 MyISAM,那么是 18因为 MyISAM 表会把自增主键的最大 ID 记录到数据文件里,重启 MySQL 自增主键的最大ID 也不会丢失(2)如果表的类型是 InnoDB,那么是 15InnoDB 表只是把自增主键的最大 ID 记录到内存中,所以重启数据库或者是对表进行OPTIMIZE 操作,都会导致最大 ID 丢失2、Mysql 的技术特点是什么?Mysql 数据库软件是一个客户端或服务器系统,其中包括:支持各种客户端程序和库的多线程 SQL 服务器、不同的后端、广泛的应用程序编程接口和管理工具。3、Heap 表是什么?HEAP 表存在于内存中,用于临时高速存储。BLOB 或 TEXT 字段是不允许的只能使用比较运算符=,<,>,=>,= <HEAP 表不支持 AUTO_INCREMENT索引不可为 NULL4、Mysql 服务器默认端口是什么?Mysql 服务器的默认端口是 3306。5、与 Oracle 相比,Mysql 有什么优势?Mysql 是开源软件,随时可用,无需付费。Mysql 是便携式的带有命令提示符的 GUI。使用 Mysql 查询浏览器支持管理6、如何区分 FLOAT 和 DOUBLE?以下是 FLOAT 和 DOUBLE 的区别:浮点数以 8 位精度存储在 FLOAT 中,并且有四个字节。浮点数存储在 DOUBLE 中,精度为 18 位,有八个字节。7、区分 CHAR_LENGTH 和 LENGTH?CHAR_LENGTH 是字符数,而 LENGTH 是字节数。Latin 字符的这两个数据是相同的,但是对于 Unicode 和其他编码,它们是不同的。8、请简洁描述 Mysql 中 InnoDB 支持的四种事务隔离级别名称,以及逐级之间的区别?SQL 标准定义的四个隔离级别为:read uncommited :读到未提交数据read committed:脏读,不可重复读repeatable read:可重读serializable :串行事物9、在 Mysql 中 ENUM 的用法是什么?ENUM 是一个字符串对象,用于指定一组预定义的值,并可在创建表时使用。Create table size(name ENUM('Smail,'Medium','Large');10、如何定义 REGEXP?REGEXP 是模式匹配,其中匹配模式在搜索值的任何位置。11、CHAR 和 VARCHAR 的区别?以下是 CHAR 和 VARCHAR 的区别:CHAR 和 VARCHAR 类型在存储和检索方面有所不同CHAR 列长度固定为创建表时声明的长度,长度值范围是 1 到 255当 CHAR 值被存储时,它们被用空格填充到特定长度,检索 CHAR 值时需删除尾随空格。12、列的字符串类型可以是什么?字符串类型是:SETBLOBENUMCHARTEXTVARCHAR13、如何获取当前的 Mysql 版本?SELECT VERSION();用于获取当前 Mysql 的版本。14、Mysql 中使用什么存储引擎?存储引擎称为表类型,数据使用各种技术存储在文件中。技术涉及:Storage mechanismLocking levelsIndexingCapabilities and functions.15、Mysql 驱动程序是什么?以下是 Mysql 中可用的驱动程序:PHP 驱动程序JDBC 驱动程序ODBC 驱动程序CWRAPPERPYTHON 驱动程序PERL 驱动程序RUBY 驱动程序CAP11PHP 驱动程序Ado.net5.mxj16、TIMESTAMP 在 UPDATE CURRENT_TIMESTAMP 数据类型上做什么?创建表时 TIMESTAMP 列用 Zero 更新。只要表中的其他字段发生更改,UPDATECURRENT_TIMESTAMP 修饰符就将时间戳字段更新为当前时间。17、主键和候选键有什么区别?表格的每一行都由主键唯一标识,一个表只有一个主键。主键也是候选键。按照惯例,候选键可以被指定为主键,并且可以用于任何外键引用。18、如何使用 Unix shell 登录 Mysql?我们可以通过以下命令登录:[mysql dir]/bin/mysql -h hostname -u19、 myisamchk 是用来做什么的?它用来压缩 MyISAM 表,这减少了磁盘或内存使用。20、MYSQL 数据库服务器性能分析的方法命令有哪些?21、如何控制 HEAP 表的最大尺寸?Heal 表的大小可通过称为 max_heap_table_size 的 Mysql 配置变量来控制。22、MyISAM Static 和 MyISAM Dynamic 有什么区别?在 MyISAM Static 上的所有字段有固定宽度。动态 MyISAM 表将具有像 TEXT,BLOB 等字段,以适应不同长度的数据类型。点击这里有一套最全阿里面试题总结。MyISAM Static 在受损情况下更容易恢复。23、federated 表是什么?federated 表,允许访问位于其他服务器数据库上的表。24、如果一个表有一列定义为 TIMESTAMP,将发生什么?每当行被更改时,时间戳字段将获取当前时间戳。25、列设置为 AUTO INCREMENT 时,如果在表中达到最大值,会发生什么情况?它会停止递增,任何进一步的插入都将产生错误,因为密钥已被使用。26、怎样才能找出最后一次插入时分配了哪个自动增量?LAST_INSERT_ID 将返回由 Auto_increment 分配的最后一个值,并且不需要指定表名称。27、你怎么看到为表格定义的所有索引?索引是通过以下方式为表格定义的:SHOW INDEX FROM28.、LIKE 声明中的%和_是什么意思?%对应于 0 个或更多字符,_只是 LIKE 语句中的一个字符。29、如何在 Unix 和 Mysql 时间戳之间进行转换?UNIX_TIMESTAMP 是从 Mysql 时间戳转换为 Unix 时间戳的命令FROM_UNIXTIME 是从 Unix 时间戳转换为 Mysql 时间戳的命令30、列对比运算符是什么?在 SELECT 语句的列比较中使用=,<>,<=,<,> =,>,<<,>>,<=>,AND,OR 或 LIKE 运算符。31、我们如何得到受查询影响的行数?行数可以通过以下代码获得:SELECT COUNT(user_id)FROM users;32、Mysql 查询是否区分大小写?不区分SELECT VERSION(), CURRENT_DATE;SeLect version(), current_date;seleCt vErSiOn(), current_DATE;所有这些例子都是一样的,Mysql 不区分大小写。33.、LIKE 和 REGEXP 操作有什么区别?LIKE 和 REGEXP 运算符用于表示^和%。SELECT * FROM employee WHERE emp_name REGEXP "^b";SELECT * FROM employee WHERE emp_name LIKE "%b";34.、BLOB 和 TEXT 有什么区别?BLOB 是一个二进制对象,可以容纳可变数量的数据。有四种类型的 BLOB -TINYBLOBBLOBMEDIUMBLOB 和LONGBLOB它们只能在所能容纳价值的最大长度上有所不同。TEXT 是一个不区分大小写的 BLOB。四种 TEXT 类型TINYTEXTTEXTMEDIUMTEXT 和LONGTEXT它们对应于四种 BLOB 类型,并具有相同的最大长度和存储要求。BLOB 和 TEXT 类型之间的唯一区别在于对 BLOB 值进行排序和比较时区分大小写,对 TEXT值不区分大小写。35、mysql_fetch_array 和 mysql_fetch_object 的区别是什么?以下是 mysql_fetch_array 和 mysql_fetch_object 的区别:mysql_fetch_array() - 将结果行作为关联数组或来自数据库的常规数组返回。mysql_fetch_object - 从数据库返回结果行作为对象。36、我们如何在 mysql 中运行批处理模式?以下命令用于在批处理模式下运行:mysql;mysql mysql.out37、MyISAM 表格将在哪里存储,并且还提供其存储格式?每个 MyISAM 表格以三种格式存储在磁盘上:·“.frm”文件存储表定义·数据文件具有“.MYD”(MYData)扩展名索引文件具有“.MYI”(MYIndex)扩展名38.、Mysql 中有哪些不同的表格?共有 5 种类型的表格:MyISAMHeapMergeINNODBISAMMyISAM 是 Mysql 的默认存储引擎。39、ISAM 是什么?ISAM 简称为索引顺序访问方法。它是由 IBM 开发的,用于在磁带等辅助存储系统上存储和检索数据。40、InnoDB 是什么?lnnoDB 是一个由 Oracle 公司开发的 Innobase Oy 事务安全存储引擎。41、Mysql 如何优化 DISTINCT?DISTINCT 在所有列上转换为 GROUP BY,并与 ORDER BY 子句结合使用。1SELECT DISTINCT t1.a FROM t1,t2 where t1.a=t2.a;42、如何输入字符为十六进制数字?如果想输入字符为十六进制数字,可以输入带有单引号的十六进制数字和前缀(X),或者只用(Ox)前缀输入十六进制数字。如果表达式上下文是字符串,则十六进制数字串将自动转换为字符串。43、如何显示前 50 行?在 Mysql 中,使用以下代码查询显示前 50 行:SELECT*FROMLIMIT 0,50;44、可以使用多少列创建索引?任何标准表最多可以创建 16 个索引列。45、NOW()和 CURRENT_DATE()有什么区别?NOW()命令用于显示当前年份,月份,日期,小时,分钟和秒。CURRENT_DATE()仅显示当前年份,月份和日期。46、什么样的对象可以使用 CREATE 语句创建?以下对象是使用 CREATE 语句创建的:DATABASEEVENTFUNCTIONINDEXPROCEDURETABLETRIGGERUSERVIEW47、Mysql 表中允许有多少个 TRIGGERS?在 Mysql 表中允许有六个触发器,如下:BEFORE INSERTAFTER INSERTBEFORE UPDATEAFTER UPDATEBEFORE DELETEAFTER DELETE48、什么是非标准字符串类型?以下是非标准字符串类型:TINYTEXTTEXTMEDIUMTEXTLONGTEXT49、什么是通用 SQL 函数?CONCAT(A, B) - 连接两个字符串值以创建单个字符串输出。通常用于将两个或多个字段合并为一个字段。FORMAT(X, D)- 格式化数字 X 到 D 有效数字。CURRDATE(), CURRTIME()- 返回当前日期或时间。NOW() - 将当前日期和时间作为一个值返回。MONTH(),DAY(),YEAR(),WEEK(),WEEKDAY() - 从日期值中提取给定数据。HOUR(),MINUTE(),SECOND() - 从时间值中提取给定数据。DATEDIFF(A,B) - 确定两个日期之间的差异,通常用于计算年龄SUBTIMES(A,B) - 确定两次之间的差异。FROMDAYS(INT) - 将整数天数转换为日期值。50、解释访问控制列表ACL(访问控制列表)是与对象关联的权限列表。这个列表是 Mysql 服务器安全模型的基础,它有助于排除用户无法连接的问题。Mysql 将 ACL(也称为授权表)缓存在内存中。当用户尝试认证或运行命令时,Mysql 会按照预定的顺序检查 ACL 的认证信息和权限。51、MYSQL 支持事务吗?在缺省模式下,MYSQL 是 autocommit 模式的,所有的数据库更新操作都会即时提交,所以在缺省情况下,mysql 是不支持事务的。但是如果你的 MYSQL 表类型是使用 InnoDB Tables 或 BDB tables 的话,你的 MYSQL 就可以使用事务处理,使用 SET AUTOCOMMIT=0 就可以使 MYSQL 允许在非 autocommit 模式,在非autocommit 模式下,你必须使用 COMMIT 来提交你的更改,或者用 ROLLBACK 来回滚你的更改。示例如下:一START TRANSACTION;SELECT @A:=SUM(salary) FROM table1 WHERE type=1;UPDATE table2 SET summmary=@A WHERE type=1;COMMIT;52、mysql 里记录货币用什么字段类型好NUMERIC 和 DECIMAL 类型被 Mysql 实现为同样的类型,这在 SQL92 标准允许。他们被用于保存值,该值的准确精度是极其重要的值,例如与金钱有关的数据。当声明一个类是这些类型之一时,精度和规模的能被(并且通常是)指定;点击这里有一套最全阿里面试题总结。例如:salary DECIMAL(9,2)在这个例子中,9(precision)代表将被用于存储值的总的小数位数,而 2(scale)代表将被用于存储小数点后的位数。因此,在这种情况下,能被存储在 salary 列中的值的范围是从-9999999.99 到 9999999.99。在 ANSI/ISO SQL92 中,句法 DECIMAL(p)等价于 DECIMAL(p,0)。同样,句法 DECIMAL 等价于 DECIMAL(p,0),这里实现被允许决定值 p。Mysql 当前不支持DECIMAL/NUMERIC 数据类型的这些变种形式的任一种。这一般说来不是一个严重的问题,因为这些类型的主要益处得自于明显地控制精度和规模的能力。DECIMAL 和 NUMERIC 值作为字符串存储,而不是作为二进制浮点数,以便保存那些值的小数精度。一个字符用于值的每一位、小数点(如果 scale>0)和“-”符号(对于负值)。如果 scale 是 0,DECIMAL 和 NUMERIC 值不包含小数点或小数部分。DECIMAL 和 NUMERIC 值得最大的范围与 DOUBLE 一样,但是对于一个给定的 DECIMAL 或NUMERIC 列,实际的范围可由制由给定列的 precision 或 scale 限制。当这样的列赋给了小数点后面的位超过指定 scale 所允许的位的值,该值根据 scale 四舍五入。当一个 DECIMAL 或 NUMERIC 列被赋给了其大小超过指定(或缺省的)precision 和 scale 隐含的范围的值,Mysql 存储表示那个范围的相应的端点值。我希望本文可以帮助你提升技术水平。那些,感觉学的好难,甚至会令你沮丧的人,别担心,我认为,如果你愿意试一试本文介绍的几点,会向前迈进,克服这种感觉。这些要点也许对你不适用,但你会明确一个重要的道理:接受自己觉得受困这个事实是摆脱这个困境的第一步。53、MYSQL 数据表在什么情况下容易损坏?服务器突然断电导致数据文件损坏。强制关机,没有先关闭 mysql 服务等。54、mysql 有关权限的表都有哪几个?Mysql 服务器通过权限表来控制用户对数据库的访问,权限表存放在 mysql 数据库里,由mysql_install_db 脚本初始化。这些权限表分别 user,db,table_priv,columns_priv 和host。55、Mysql 中有哪几种锁?MyISAM 支持表锁,InnoDB 支持表锁和行锁,默认为行锁表级锁:开销小,加锁快,不会出现死锁。锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发量最低行级锁:开销大,加锁慢,会出现死锁。锁力度小,发生锁冲突的概率小,并发度最高
2023年05月23日
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Innodb底层原理与MySQL日志机制
MySQL的内部组件结构大体来说,MySQL 可以分为 Server 层和存储引擎层两部分。Server层主要包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等,涵盖 MySQL 的大多数核心服务功能,以及所有的内置函数(如日期、时间、数学和加密函数等),所有跨存储引擎的功能都在这一层实现,比如存储过程、触发器、视图等。存储引擎层存储引擎层负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的,支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是 InnoDB,它从 MySQL 5.5.5 版本开始成为了默认存储引擎。也就是说如果我们在create table时不指定表的存储引擎类型,默认会给你设置存储引擎为InnoDB。下面我们来看下Server层的连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器分别主要干了哪些事情。连接器我们知道由于MySQL是开源的,他有非常多种类的客户端:navicat,mysql front,jdbc,SQLyog等非常丰富的客户端,包括各种编程语言实现的客户端连接程序,这些客户端要向mysql发起通信都必须先跟Server端建立通信连接,而建立连接的工作就是有连接器完成的。第一步,你会先连接到这个数据库上,这时候接待你的就是连接器。连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。连接命令一般是这么写的:mysql -h host[数据库地址] -u root[用户] -p root[密码] -P 3306连接命令中的 mysql 是客户端工具,用来跟服务端建立连接。在完成经典的 TCP 握手后,连接器就要开始认证你的身份,这个时候用的就是你输入的用户名和密码。1、如果用户名或密码不对,你就会收到一个"Access denied for user"的错误,然后客户端程序结束执行。2、如果用户名密码认证通过,连接器会到权限表里面查出你拥有的权限。之后,这个连接里面的权限判断逻辑,都将依赖于此时读到的权限。这就意味着,一个用户成功建立连接后,即使你用管理员账号对这个用户的权限做了修改,也不会影响已经存在连接的权限。修改完成后,只有再新建的连接才会使用新的权限设置。查询缓存连接建立完成后,你就可以执行 select 语句了。执行逻辑就会来到第二步:查询缓存。MySQL 拿到一个查询请求后,会先到查询缓存看看,之前是不是执行过这条语句。之前执行过的语句及其结果可能会以 key-value 对的形式,被直接缓存在内存中。key 是查询的语句,value 是查询的结果。如果你的查询能够直接在这个缓存中找到 key,那么这个 value 就会被直接返回给客户端。如果语句不在查询缓存中,就会继续后面的执行阶段。执行完成后,执行结果会被存入查询缓存中。你可以看到,如果查询命中缓存,MySQL 不需要执行后面的复杂操作,就可以直接返回结果,这个效率会很高。大多数情况查询缓存就是个鸡肋,为什么呢?因为查询缓存往往弊大于利。查询缓存的失效非常频繁,只要有对一个表的更新,这个表上所有的查询缓存都会被清空。因此很可能你费劲地把结果存起来,还没使用呢,就被一个更新全清空了。对于更新压力大的数据库来说,查询缓存的命中率会非常低。一般建议大家在静态表里使用查询缓存,什么叫静态表呢?就是一般我们极少更新的表。比如,一个系统配置表、字典表,那这张表上的查询才适合使用查询缓存。好在 MySQL 也提供了这种“按需使用”的方式。你可以将my.cnf参数 query_cache_type 设置成 DEMAND。my.cnf #query_cache_type有3个值 0代表关闭查询缓存OFF,1代表开启ON,2(DEMAND)代表当sql语句中有SQL_CACHE关键词时才缓存 query_cache_type=2这样对于默认的 SQL 语句都不使用查询缓存。而对于你确定要使用查询缓存的语句,可以用 SQL_CACHE 显式指定,像下面这个语句一样:mysql> select SQL_CACHE * from test where ID=5;查看当前mysql实例是否开启缓存机制mysql> show global variables like "%query_cache_type%";mysql 8.0已经移除了查询缓存功能分析器如果没有命中查询缓存,就要开始真正执行语句了。首先,MySQL 需要知道你要做什么,因此需要对 SQL 语句做解析。分析器先会做“词法分析”。你输入的是由多个字符串和空格组成的一条 SQL 语句,MySQL 需要识别出里面的字符串分别是什么,代表什么。MySQL 从你输入的"select"这个关键字识别出来,这是一个查询语句。它也要把字符串“T”识别成“表名 T”,把字符串“ID”识别成“列 ID”。做完了这些识别以后,就要做“语法分析”。根据词法分析的结果,语法分析器会根据语法规则,判断你输入的这个 SQL 语句是否满足 MySQL 语法。如果你的语句不对,就会收到“You have an error in your SQL syntax”的错误提醒,比如下面这个语句 from 写成了 "rom"。mysql> select * fro test where id=1; ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'fro test where id=1' at line 1下图是分析器对sql的分析过程步骤:SQL语句经过分析器分析之后,会生成一个这样的语法树至此我们分析器的工作任务也基本圆满了。接下来进入到优化器优化器经过了分析器,MySQL 就知道你要做什么了。在开始执行之前,还要先经过优化器的处理。优化器是在表里面有多个索引的时候,决定使用哪个索引;或者在一个语句有多表关联(join)的时候,决定各个表的连接顺序;以及一些mysql自己内部的优化机制。执行器开始执行的时候,要先判断一下你对这个表 T 有没有执行查询的权限,如果没有,就会返回没有权限的错误,如下所示 (在工程实现上,如果命中查询缓存,会在查询缓存返回结果的时候,做权限验证)。mysql> select * from test where id=10;如果有权限,就打开表继续执行。打开表的时候,执行器就会根据表的引擎定义,去使用这个引擎提供的接口。Innodb底层原理与Mysql日志机制redo log重做日志关键参数innodb_log_buffer_size:设置redo log buffer大小参数,默认16M ,最大值是4096M,最小值为1M。show variables like '%innodb_log_buffer_size%';innodb_log_group_home_dir:设置redo log文件存储位置参数,默认值为"./",即innodb数据文件存储位置,其中的 ib_logfile0 和 ib_logfile1 即为redo log文件。show variables like '%innodb_log_group_home_dir%';innodb_log_files_in_group:设置redo log文件的个数,命名方式如: ib_logfile0, iblogfile1... iblogfileN。默认2个,最大100个。show variables like '%innodb_log_files_in_group%';innodb_log_file_size:设置单个redo log文件大小,默认值为48M。最大值为512G,注意最大值指的是整个 redo log系列文件之和,即(innodb_log_files_in_group * innodb_log_file_size)不能大于最大值512G。show variables like '%innodb_log_file_size%';redo log 写入磁盘过程分析:redo log 从头开始写,写完一个文件继续写另一个文件,写到最后一个文件末尾就又回到第一个文件开头循环写,如下面这个图所示。write pos 是当前记录的位置,一边写一边后移,写到第 3 号文件末尾后就回到 0 号文件开头。checkpoint 是当前要擦除的位置,也是往后推移并且循环的,擦除记录前要把记录更新到数据文件里。write pos 和 checkpoint 之间的部分就是空着的可写部分,可以用来记录新的操作。如果 write pos 追上checkpoint,表示redo log写满了,这时候不能再执行新的更新,得停下来先擦掉一些记录,把 checkpoint 推进一下。innodb_flush_log_at_trx_commit:这个参数控制 redo log 的写入策略,它有三种可能取值:设置为0:表示每次事务提交时都只是把 redo log 留在 redo log buffer 中,数据库宕机可能会丢失数据。设置为1(默认值):表示每次事务提交时都将 redo log 直接持久化到磁盘,数据最安全,不会因为数据库宕机丢失数据,但是效率稍微差一点,线上系统推荐这个设置。设置为2:表示每次事务提交时都只是把 redo log 写到操作系统的缓存page cache里,这种情况如果数据库宕机是不会丢失数据的,但是操作系统如果宕机了,page cache里的数据还没来得及写入磁盘文件的话就会丢失数据。InnoDB 有一个后台线程,每隔 1 秒,就会把 redo log buffer 中的日志,调用 操作系统函数 write 写到文件系统的 page cache,然后调用操作系统函数 fsync 持久化到磁盘文件。 redo log写入策略参看下图:# 查看innodb_flush_log_at_trx_commit参数值: show variables like 'innodb_flush_log_at_trx_commit'; # 设置innodb_flush_log_at_trx_commit参数值(也可以在my.ini或my.cnf文件里配置): set global innodb_flush_log_at_trx_commit=1; binlog二进制归档日志binlog二进制日志记录保存了所有执行过的修改操作语句,不保存查询操作。如果 MySQL 服务意外停止,可通过二进制日志文件排查,用户操作或表结构操作,从而来恢复数据库数据。启动binlog记录功能,会影响服务器性能,但如果需要恢复数据或主从复制功能,则好处则大于对服务器的影响。# 查看binlog相关参数 show variables like '%log_bin%';MySQL5.7 版本中,binlog默认是关闭的,8.0版本默认是打开的。上图中log_bin的值是OFF就代表binlog是关闭状态,打开binlog功能,需要修改配置文件my.ini(windows)或my.cnf(linux),然后重启数据库。在配置文件中的[mysqld]部分增加如下配置:# log-bin设置binlog的存放位置,可以是绝对路径,也可以是相对路径,这里写的相对路径,则binlog文件默认会放在data数据目录下 log-bin=mysql-binlog # Server Id是数据库服务器id,随便写一个数都可以,这个id用来在mysql集群环境中标记唯一mysql服务器,集群环境中每台mysql服务器的id不能一样,不加启动会报错 server-id=1 # 其他配置 binlog_format = row # 日志文件格式,下面会详细解释 expire_logs_days = 15 # 执行自动删除距离当前15天以前的binlog日志文件的天数, 默认为0, 表示不自动删除 max_binlog_size = 200M # 单个binlog日志文件的大小限制,默认为 1GB重启数据库后我们再去看data数据目录会多出两个文件,第一个就是binlog日志文件,第二个是binlog文件的索引文件,这个文件管理了所有的binlog文件的目录。当然也可以执行命令查看有多少binlog文件show binary logs;show variables like '%log_bin%';log_bin:binlog日志是否打开状态log_bin_basename:是binlog日志的基本文件名,后面会追加标识来表示每一个文件,binlog日志文件会滚动增加log_bin_index:指定的是binlog文件的索引文件,这个文件管理了所有的binlog文件的目录。sql_log_bin:sql语句是否写入binlog文件,ON代表需要写入,OFF代表不需要写入。如果想在主库上执行一些操作,但不复制到slave库上,可以通过修改参数sql_log_bin来实现。比如说,模拟主从同步复制异常。binlog 的日志格式用参数 binlog_format 可以设置binlog日志的记录格式,mysql支持三种格式类型:STATEMENT:基于SQL语句的复制,每一条会修改数据的sql都会记录到master机器的bin-log中,这种方式日志量小,节约IO开销,提高性能,但是对于一些执行过程中才能确定结果的函数,比如UUID()、SYSDATE()等函数如果随sql同步到slave机器去执行,则结果跟master机器执行的不一样。ROW:基于行的复制,日志中会记录成每一行数据被修改的形式,然后在slave端再对相同的数据进行修改记录下每一行数据修改的细节,可以解决函数、存储过程等在slave机器的复制问题,但这种方式日志量较大,性能不如Statement。举个例子,假设update语句更新10行数据,Statement方式就记录这条update语句,Row方式会记录被修改的10行数据。MIXED:混合模式复制,实际就是前两种模式的结合,在Mixed模式下,MySQL会根据执行的每一条具体的sql语句来区分对待记录的日志形式,也就是在Statement和Row之间选择一种,如果sql里有函数或一些在执行时才知道结果的情况,会选择Row,其它情况选择Statement,推荐使用这一种。binlog写入磁盘机制binlog写入磁盘机制主要通过 sync_binlog 参数控制,默认值是 0。为0的时候,表示每次提交事务都只 write 到page cache,由系统自行判断什么时候执行 fsync 写入磁盘。虽然性能得到提升,但是机器宕机,page cache里面的 binlog 会丢失。也可以设置为1,表示每次提交事务都会执行 fsync 写入磁盘,这种方式最安全。还有一种折中方式,可以设置为N(N>1),表示每次提交事务都write 到page cache,但累积N个事务后才 fsync 写入磁盘,这种如果机器宕机会丢失N个事务的binlog。发生以下任何事件时, binlog日志文件会重新生成:服务器启动或重新启动服务器刷新日志,执行命令flush logs日志文件大小达到 max_binlog_size 值,默认值为 1GB删除 binlog 日志文件# 删除当前的binlog文件 reset master; # 删除指定日志文件之前的所有日志文件,下面这个是删除6之前的所有日志文件,当前这个文件不删除 purge master logs to 'mysql-binlog.000006'; # 删除指定日期前的日志索引中binlog日志文件 purge master logs before '2023-01-21 14:00:00';查看 binlog 日志文件可以用mysql自带的命令工具 mysqlbinlog 查看binlog日志内容# 查看bin-log二进制文件(命令行方式,不用登录mysql) mysqlbinlog --no-defaults -v --base64-output=decode-rows D:/home/mysql-5.7.25/data/mysql-binlog.000007 # 查看bin-log二进制文件(带查询条件) mysqlbinlog --no-defaults -v --base64-output=decode-rows D:/home/mysql-5.7.25/data/mysql-binlog.000007 start-datetime="2023-01-21 00:00:00" stop-datetime="2023-02-01 00:00:00" start-position="5000" stop-position="20000"执行mysqlbinlog命令mysqlbinlog --no-defaults -v --base64-output=decode-rows D:/home/mysql-5.7.25/data/mysql-binlog.000007查出来的binlog日志文件内容如下:/*!50530 SET @@SESSION.PSEUDO_SLAVE_MODE=1*/; /*!50003 SET @OLD_COMPLETION_TYPE=@@COMPLETION_TYPE,COMPLETION_TYPE=0*/; DELIMITER /*!*/; # at 4 #230127 21:13:51 server id 1 end_log_pos 123 CRC32 0x084f390f Start: binlog v 4, server v 5.7.25-log created 230127 21:13:51 at startup # Warning: this binlog is either in use or was not closed properly. ROLLBACK/*!*/; # at 123 #230127 21:13:51 server id 1 end_log_pos 154 CRC32 0x672ba207 Previous-GTIDs # [empty] # at 154 #230127 21:22:48 server id 1 end_log_pos 219 CRC32 0x8349d010 Anonymous_GTID last_committed=0 sequence_number=1 rbr_only=yes /*!50718 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED*//*!*/; SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'/*!*/; # at 219 #230127 21:22:48 server id 1 end_log_pos 291 CRC32 0xbf49de02 Query thread_id=3 exec_time=0 error_code=0 SET TIMESTAMP=1674825768/*!*/; SET @@session.pseudo_thread_id=3/*!*/; SET @@session.foreign_key_checks=1, @@session.sql_auto_is_null=0, @@session.unique_checks=1, @@session.autocommit=1/*!*/; SET @@session.sql_mode=1342177280/*!*/; SET @@session.auto_increment_increment=1, @@session.auto_increment_offset=1/*!*/; /*!\C utf8 *//*!*/; SET @@session.character_set_client=33,@@session.collation_connection=33,@@session.collation_server=33/*!*/; SET @@session.lc_time_names=0/*!*/; SET @@session.collation_database=DEFAULT/*!*/; BEGIN /*!*/; # at 291 #230127 21:22:48 server id 1 end_log_pos 345 CRC32 0xc4ab653e Table_map: `test`.`account` mapped to number 99 # at 345 #230127 21:22:48 server id 1 end_log_pos 413 CRC32 0x54a124bd Update_rows: table id 99 flags: STMT_END_F ### UPDATE `test`.`account` ### WHERE ### @1=1 ### @2='lilei' ### @3=1000 ### SET ### @1=1 ### @2='lilei' ### @3=2000 # at 413 #230127 21:22:48 server id 1 end_log_pos 444 CRC32 0x23355595 Xid = 10 COMMIT/*!*/; # at 444 。。。能看到里面有具体执行的修改伪sql语句以及执行时的相关情况。binlog日志文件恢复数据用binlog日志文件恢复数据其实就是回放执行之前记录在binlog文件里的sql,举一个数据恢复的例子# 先执行刷新日志的命令生成一个新的binlog文件mysql-binlog.000008,后面我们的修改操作日志都会记录在最新的这个文件里 flush logs; # 执行两条插入语句 INSERT INTO `test`.`account` (`id`, `name`, `balance`) VALUES ('4', 'zhuge', '666'); INSERT INTO `test`.`account` (`id`, `name`, `balance`) VALUES ('5', 'zhuge1', '888'); # 假设现在误操作执行了一条删除语句把刚新增的两条数据删掉了 DELETE FROM account WHERE id > 3;现在需要恢复被删除的两条数据,我们先查看binlog日志文件mysqlbinlog --no-defaults -v --base64-output=decode-rows D:/home/mysql-5.7.25/data/mysql-binlog.000008文件内容如下:...... SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'/*!*/; # at 219 #230127 23:32:24 server id 1 end_log_pos 291 CRC32 0x4528234f Query thread_id=5 exec_time=0 error_code=0 SET TIMESTAMP=1674833544/*!*/; SET @@session.pseudo_thread_id=5/*!*/; SET @@session.foreign_key_checks=1, @@session.sql_auto_is_null=0, @@session.unique_checks=1, @@session.autocommit=1/*!*/; SET @@session.sql_mode=1342177280/*!*/; SET @@session.auto_increment_increment=1, @@session.auto_increment_offset=1/*!*/; /*!\C utf8 *//*!*/; SET @@session.character_set_client=33,@@session.collation_connection=33,@@session.collation_server=33/*!*/; SET @@session.lc_time_names=0/*!*/; SET @@session.collation_database=DEFAULT/*!*/; BEGIN /*!*/; # at 291 #230127 23:32:24 server id 1 end_log_pos 345 CRC32 0x7482741d Table_map: `test`.`account` mapped to number 99 # at 345 #230127 23:32:24 server id 1 end_log_pos 396 CRC32 0x5e443cf0 Write_rows: table id 99 flags: STMT_END_F ### INSERT INTO `test`.`account` ### SET ### @1=4 ### @2='zhuge' ### @3=666 # at 396 #230127 23:32:24 server id 1 end_log_pos 427 CRC32 0x8a0d8a3c Xid = 56 COMMIT/*!*/; # at 427 #230127 23:32:40 server id 1 end_log_pos 492 CRC32 0x5261a37e Anonymous_GTID last_committed=1 sequence_number=2 rbr_only=yes /*!50718 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED*//*!*/; SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'/*!*/; # at 492 #230127 23:32:40 server id 1 end_log_pos 564 CRC32 0x01086643 Query thread_id=5 exec_time=0 error_code=0 SET TIMESTAMP=1674833560/*!*/; BEGIN /*!*/; # at 564 #230127 23:32:40 server id 1 end_log_pos 618 CRC32 0xc26b6719 Table_map: `test`.`account` mapped to number 99 # at 618 #230127 23:32:40 server id 1 end_log_pos 670 CRC32 0x8e272176 Write_rows: table id 99 flags: STMT_END_F ### INSERT INTO `test`.`account` ### SET ### @1=5 ### @2='zhuge1' ### @3=888 # at 670 #230127 23:32:40 server id 1 end_log_pos 701 CRC32 0xb5e63d00 Xid = 58 COMMIT/*!*/; # at 701 #230127 23:34:23 server id 1 end_log_pos 766 CRC32 0xa0844501 Anonymous_GTID last_committed=2 sequence_number=3 rbr_only=yes /*!50718 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED*//*!*/; SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'/*!*/; # at 766 #230127 23:34:23 server id 1 end_log_pos 838 CRC32 0x687bdf88 Query thread_id=7 exec_time=0 error_code=0 SET TIMESTAMP=1674833663/*!*/; BEGIN /*!*/; # at 838 #230127 23:34:23 server id 1 end_log_pos 892 CRC32 0x4f7b7d6a Table_map: `test`.`account` mapped to number 99 # at 892 #230127 23:34:23 server id 1 end_log_pos 960 CRC32 0xc47ac777 Delete_rows: table id 99 flags: STMT_END_F ### DELETE FROM `test`.`account` ### WHERE ### @1=4 ### @2='zhuge' ### @3=666 ### DELETE FROM `test`.`account` ### WHERE ### @1=5 ### @2='zhuge1' ### @3=888 # at 960 #230127 23:34:23 server id 1 end_log_pos 991 CRC32 0x386699fe Xid = 65 COMMIT/*!*/; SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'AUTOMATIC' /* added by mysqlbinlog */ /*!*/; DELIMITER ; # End of log file ......找到两条插入数据的sql,每条sql的上下都有BEGIN和COMMIT,我们找到第一条sql BEGIN前面的文件位置标识 at 219(这是文件的位置标识),再找到第二条sql COMMIT后面的文件位置标识 at 701我们可以根据文件位置标识来恢复数据,执行如下sql:mysqlbinlog --no-defaults --start-position=219 --stop-position=701 --database=test D:/home/mysql-5.7.25/data/mysql-binlog.000009 | mysql -uroot -proot -v test # 补充一个根据时间来恢复数据的命令,我们找到第一条sql BEGIN前面的时间戳标记 SET TIMESTAMP=1674833544,再找到第二条sql COMMIT后面的时间戳标记 SET TIMESTAMP=1674833663,转成datetime格式 mysqlbinlog --no-defaults --start-datetime="2023-1-27 23:32:24" --stop-datetime="2023-1-27 23:34:23" --database=test D:/home/mysql-5.7.25/data/mysql-binlog.000009 | mysql -uroot -proot -v test被删除数据被恢复!注意:如果要恢复大量数据,比如程序员经常说的删库跑路的话题,假设我们把数据库所有数据都删除了要怎么恢复了,如果数据库之前没有备份,所有的binlog日志都在的话,就从binlog第一个文件开始逐个恢复每个binlog文件里的数据,这种一般不太可能,因为binlog日志比较大,早期的binlog文件会定期删除的,所以一般不可能用binlog文件恢复整个数据库的。一般我们推荐的是每天(在凌晨后)需要做一次全量数据库备份,那么恢复数据库可以用最近的一次全量备份再加上备份时间点之后的binlog来恢复数据。备份数据库一般可以用mysqldump 命令工具mysqldump -u root 数据库名>备份文件名; #备份整个数据库 mysqldump -u root 数据库名 表名字>备份文件名; #备份整个表 mysql -u root test < 备份文件名 #恢复整个数据库,test为数据库名称,需要自己先建一个数据库test为什么会有redo log和binlog两份日志呢?因为最开始 MySQL 里并没有 InnoDB 引擎。MySQL 自带的引擎是 MyISAM,但是MyISAM 没有 crash-safe 的能力,binlog 日志只能用于归档。而 InnoDB 是另一个公司以插件形式引入 MySQL 的,既然只依靠 binlog 是没有 crash-safe 能力的,所以InnoDB 使用另外一套日志系统——也就是 redo log 来实现 crash-safe 能力。有了 redo log,InnoDB 就可以保证即使数据库发生异常重启,之前提交的记录都不会丢失,这个能力称为crash-safe。undo log回滚日志InnoDB对undo log文件的管理采用段的方式,也就是回滚段(rollback segment) 。每个回滚段记录了 1024 个 undo log segment ,每个事务只会使用一个undo log segment。在MySQL5.5的时候,只有一个回滚段,那么最大同时支持的事务数量为1024个。在MySQL 5.6开始,InnoDB支持最大128个回滚段,故其支持同时在线的事务限制提高到了 128*1024 。innodb_undo_directory:设置undo log文件所在的路径。该参数的默认值为"./",即innodb数据文件存储位置,目录下ibdata1文件就是undo log存储的位置。innodb_undo_logs: 设置undo log文件内部回滚段的个数,默认值为128。innodb_undo_tablespaces: 设置undo log文件的数量,这样回滚段可以较为平均地分布在多个文件中。设置该参数后,会在路径innodb_undo_directory看到undo为前缀的文件。undo log日志什么时候删除新增类型的,在事务提交之后就可以清除掉了。修改类型的,事务提交之后不能立即清除掉,这些日志会用于mvcc。只有当没有事务用到该版本信息时才可以清除。为什么Mysql不能直接更新磁盘上的数据而设置这么一套复杂的机制来执行SQL了?因为来一个请求就直接对磁盘文件进行随机读写,然后更新磁盘文件里的数据性能可能相当差。因为磁盘随机读写的性能是非常差的,所以直接更新磁盘文件是不能让数据库抗住很高并发的。Mysql这套机制看起来复杂,但它可以保证每个更新请求都是更新内存BufferPool,然后顺序写日志文件,同时还能保证各种异常情况下的数据一致性。更新内存的性能是极高的,然后顺序写磁盘上的日志文件的性能也是非常高的,要远高于随机读写磁盘文件。正是通过这套机制,才能让我们的MySQL数据库在较高配置的机器上每秒可以抗下几干甚至上万的读写请求。错误日志Mysql还有一个比较重要的日志是错误日志,它记录了数据库启动和停止,以及运行过程中发生任何严重错误时的相关信息。当数据库出现任何故障导致无法正常使用时,建议首先查看此日志。在MySQL数据库中,错误日志功能是默认开启的,而且无法被关闭。# 查看错误日志存放位置 show variables like '%log_error%';通用查询日志通用查询日志记录用户的所有操作,包括启动和关闭MySQL服务、所有用户的连接开始时间和截止时间、发给 MySQL 数据库服务器的所有 SQL 指令等,如select、show等,无论SQL的语法正确还是错误、也无论SQL执行成功还是失败,MySQL都会将其记录下来。通用查询日志用来还原操作时的具体场景,可以帮助我们准确定位一些疑难问题,比如重复支付等问题。general_log:是否开启日志参数,默认为OFF,处于关闭状态,因为开启会消耗系统资源并且占用磁盘空间。一般不建议开启,只在需要调试查询问题时开启。general_log_file:通用查询日志记录的位置参数。show variables like '%general_log%'; # 打开通用查询日志 SET GLOBAL general_log=on;
2023年02月08日
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2023-01-16
MySQL锁机制与优化实践,以及MVCC原理理解
MySQL锁机制与优化实践,以及MVCC原理理解。锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。MVCC多版本并发控制机制
2023年01月16日
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MySQL事务与隔离级别实践
概述我们的数据库一般都会并发执行多个事务,多个事务可能会并发的对相同的一批数据进行增删改查操作,可能就会导致我们说的脏写、脏读、不可重复读、幻读这些问题。这些问题的本质都是数据库的多事务并发问题,为了解决多事务并发问题,数据库设计了事务隔离机制、锁机制、MVCC多版本并发控制隔离机制、日志机制,用一整套机制来解决多事务并发问题。接下来的,我们会深入讲解这些机制,让大家彻底理解数据库内部的执行原理。事务及其ACID属性事务是一组操作要么全部成功,要么全部失败,目的是为了保证数据最终的一致性。事务具有以下4个属性,通常简称为事务的ACID属性。原子性(Atomicity) :当前事务的操作要么同时成功,要么同时失败。原子性由undo log日志来实现。一致性(Consistent) :使用事务的最终目的,由其它3个特性以及业务代码正确逻辑来实现。隔离性(Isolation) :在事务并发执行时,他们内部的操作不能互相干扰。隔离性由MySQL的各种锁以及MVCC机制来实现。持久性(Durable) :一旦提交了事务,它对数据库的改变就应该是永久性的。持久性由redo log日志来实现。并发事务处理带来的问题更新丢失(Lost Update)或脏写:当两个或多个事务选择同一行数据修改,有可能发生更新丢失问题,即最后的更新覆盖了由其他事务所做的更新。脏读(Dirty Reads):事务A读取到了事务B已经修改但尚未提交的数据不可重读(Non-Repeatable Reads) :事务A内部的相同查询语句在不同时刻读出的结果不一致幻读(Phantom Reads):事务A读取到了事务B提交的新增数据事务隔离级别“脏读”、“不可重复读”和“幻读”,其实都是数据库读一致性问题,必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。隔离级别脏读(Dirty Read)不可重复读(NonRepeatable Read)幻读(Phantom Read)读未提交(Read uncommitted)可能可能可能读已提交(Read committed)不可能可能可能可重复读(Repeatableread)不可能不可能可能可串行化(Serializable)不可能不可能不可能数据库的事务隔离越严格,并发副作用越小,但付出的代价也就越大,因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上“串行化”进行,这显然与“并发”是矛盾的。同时,不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的,比如许多应用对“不可重复读"和“幻读”并不敏感,可能更关心数据并发访问的能力。查看当前数据库的事务隔离级别: show variables like 'tx_isolation';设置事务隔离级别:set tx_isolation='REPEATABLE-READ';Mysql默认的事务隔离级别是可重复读,用Spring开发程序时,如果不设置隔离级别默认用Mysql设置的隔离级别,如果Spring设置了就用已经设置的隔离级别事务隔离级别案例分析CREATE TABLE `account` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(255) DEFAULT NULL, `balance` int(11) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; INSERT INTO `test`.`account` (`name`, `balance`) VALUES ('lilei', '450'); INSERT INTO `test`.`account` (`name`, `balance`) VALUES ('hanmei', '16000'); INSERT INTO `test`.`account` (`name`, `balance`) VALUES ('lucy', '2400');读未提交:(1)打开一个客户端A,并设置当前事务模式为read uncommitted(未提交读),查询表account的初始值:SET tx_isolation='read-uncommitted';(2)在客户端A的事务提交之前,打开另一个客户端B,更新表account:(3)这时,虽然客户端B的事务还没提交,但是客户端A就可以查询到B已经更新的数据: (4)一旦客户端B的事务因为某种原因回滚,所有的操作都将会被撤销,那客户端A查询到的数据其实就是脏数据:5)在客户端A执行更新语句update account set balance = balance - 50 where id =1,lilei的balance没有变成350,居然是400,是不是很奇怪,数据不一致啊,如果你这么想就太天真了,在应用程序中,我们会用400-50=350,并不知道其他会话回滚了,要想解决这个问题可以采用读已提交的隔离级别读已提交:(1)打开一个客户端A,并设置当前事务模式为read committed(未提交读),查询表account的所有记录:SET tx_isolation='read-committed';(2)在客户端A的事务提交之前,打开另一个客户端B,更新表account: (3)这时,客户端B的事务还没提交,客户端A不能查询到B已经更新的数据,解决了脏读问题:(4)客户端B的事务提交(5)客户端A执行与上一步相同的查询,结果 与上一步不一致,即产生了不可重复读的问题可重复读这个隔离级别记住一句话就能理解:可重复读隔离级别在事务开启的时候,第一次查询是查的数据库里已提交的最新数据,这时候全数据库会有一个快照(当然数据库并不是真正的生成了一个快照,这个快照机制怎么实现的后面课程会详细讲),在这个事务之后执行的查询操作都是查快照里的数据,别的事务不管怎么修改数据对当前这个事务的查询都没有影响,但是当前事务如果修改了某条数据,那当前事务之后查这条修改的数据就是被修改之后的值,但是查其它数据依然是从快照里查,不受影响。(1)打开一个客户端A,并设置当前事务模式为repeatable read,查询表account的所有记录SET tx_isolation='repeatable-read';(2)在客户端A的事务提交之前,打开另一个客户端B,更新表account并提交(3)在客户端A查询表account的所有记录,与步骤(1)查询结果一致,没有出现不可重复读的问题(4)在客户端A,接着执行update account set balance = balance - 50 where id = 1,balance没有变成400-50=350,lilei的balance值用的是步骤2中的350来算的,所以是300,数据的一致性倒是没有被破坏。可重复读的隔离级别下使用了MVCC(multi-version concurrency control)机制,select操作是快照读(历史版本);insert、update和delete是当前读(当前版本)。(5)重新打开客户端B,插入一条新数据后提交(6)在客户端A查询表account的所有记录,没有查出新增数据,所以没有出现幻读(7)验证幻读在客户端A执行update account set balance=888 where id = 4;能更新成功,再次查询能查到客户端B新增的数据串行化(1)打开一个客户端A,并设置当前事务模式为serializable,查询表account的初始值:SET tx_isolation='serializable';(2)打开一个客户端B,并设置当前事务模式为serializable,更新相同的id为1的记录会被阻塞等待,更新id为2的记录可以成功,说明在串行模式下innodb的查询也会被加上行锁,如果查询的记录不存在会给这条不存在的记录加上锁(这种是间隙锁,后面会详细讲)。如果客户端A执行的是一个范围查询,那么该范围内的所有行包括每行记录所在的间隙区间范围都会被加锁。此时如果客户端B在该范围内插入数据都会被阻塞,所以就避免了幻读。这种隔离级别并发性极低,开发中很少会用。事务问题定位#查询执行时间超过1秒的事务,详细的定位问题方法后面讲完锁课程后会一起讲解 SELECT * FROM information_schema.innodb_trx WHERE TIME_TO_SEC( timediff( now( ), trx_started ) ) > 1; #强制结束事务 kill 事务对应的线程id(就是上面语句查出结果里的trx_mysql_thread_id字段的值)大事务的影响并发情况下,数据库连接池容易被撑爆锁定太多的数据,造成大量的阻塞和锁超时执行时间长,容易造成主从延迟回滚所需要的时间比较长undo log膨胀容易导致死锁事务优化将查询等数据准备操作放到事务外事务中避免远程调用,远程调用要设置超时,防止事务等待时间太久事务中避免一次性处理太多数据,可以拆分成多个事务分次处理更新等涉及加锁的操作尽可能放在事务靠后的位置能异步处理的尽量异步处理应用侧(业务代码)保证数据一致性,非事务执行你做过的项目或者你们公司使用的什么隔离级别呢?
2023年01月15日
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