1.openGauss数据库源码解析系列文章——事务机制源码解析(一)
2.BoltDB源码解析(二)事务
3.Springboot之分布式事务框架Seata实现原理源码分析
4.[转载] 细说jbd (journal-block-device)& 源码分析
5.详解 MySQL 的事务事务 undo log
6.MySQL XA事务源码分析
openGauss数据库源码解析系列文章——事务机制源码解析(一)
事务是数据库操作的核心单位,必须满足原子性、恢复恢复一致性、源码隔离性、机制持久性(ACID)四大属性,事务事务确保数据操作的恢复恢复仿qq 源码可靠性与一致性。以下是源码openGauss数据库中事务机制的详细解析:
### 事务整体架构与代码概览
在openGauss中,事务的机制实现与存储引擎紧密关联,主要集中在源代码的事务事务`gausskernel/storage/access/transam`与`gausskernel/storage/lmgr`目录下。事务系统包含关键组件:
1. **事务管理器**:事务系统的恢复恢复中枢,基于有限循环状态机,源码接收外部命令并根据当前事务状态决定下一步执行。机制
2. **日志管理器**:记录事务执行状态及数据变化过程,事务事务包括事务提交日志(CLOG)、恢复恢复事务提交序列日志(CSNLOG)与事务日志(XLOG)。源码
3. **线程管理机制**:通过内存区域记录所有线程的事务信息,支持跨线程事务状态查询。
4. **MVCC机制**:采用多版本并发控制(MVCC)实现读写隔离,结合事务提交的CSN序列号,确保数据读取的正确性。
5. **锁管理器**:实现写并发控制,通过锁机制保证事务执行的隔离性。
### 事务并发控制
事务并发控制机制保障并发执行下的数据库ACID属性,主要由以下部分构成:
- **事务状态机**:分上层与底层两个层次,上层状态机通过分层设计,支持灵活处理客户端事务执行语句(BEGIN/START TRANSACTION/COMMIT/ROLLBACK/END),android 源码目录ctags底层状态机记录事务具体状态,包括事务的开启、执行、结束等状态变化。
#### 事务状态机分解
- **事务块状态**:支持多条查询语句的事务块,包含默认、已开始、事务开始、运行中、结束状态。
- **底层事务状态**:状态包括TRANS_DEFAULT、TRANS_START、TRANS_INPROGRESS、TRANS_COMMIT、TRANS_ABORT、TRANS_DEFAULT,分别对应事务的初始、开启、运行、提交、回滚及结束状态。
#### 事务状态转换与实例
通过状态机实例展示事务执行流程,包括BEGIN、SELECT、END语句的android悬浮菜单源码执行过程,以及相应的状态转换。
- **BEGIN**:开始一个事务,状态从默认转为已开始,之后根据语句执行逻辑状态转换。
- **SELECT**:查询语句执行,状态保持为已开始或运行中,事务状态不发生变化。
- **END**:结束事务,状态从运行中或已开始转换为默认状态。
#### 事务ID分配与日志
事务ID(xid)以uint单调递增序列分配,用于标识每个事务,CLOG与CSNLOG分别记录事务的提交状态与序列号,采用SLRU机制管理日志,确保资源高效利用。
### 总结
事务机制在openGauss数据库中起着核心作用,通过详细的架构设计与状态管理,确保了数据操作的ACID属性,支持高并发环境下的高效、一致的数据处理。MVCC与事务ID的合理使用,进一步提升了数据库的性能与数据一致性。未来,将深入探讨事务并发控制的MVCC可见性判断机制与进程内的多线程管理机制,敬请期待。
BoltDB源码解析(二)事务
最近几天一直在研究BoltDB的iphone 数独源码代码,现在对它有了更深入的了解。这篇主要介绍BoltDB的事务处理。
BoltDB的事务主要分为两类:一类是只读事务,另一类是读写事务。只读事务仅允许读取操作,而读写事务则可以同时进行读取和写入操作。在并发控制方面,BoltDB允许任意多个只读事务同时进行,但读写事务只能有一个。
BoltDB支持一定程度的多版本并发控制(MVCC),这意味着读事务不会阻塞写事务,反之亦然。在程序运行过程中,你可能会发现多个读事务和一个写事务在同时进行。
只读事务是通过db.View方法执行的,具体代码如下:
Bolt的注释非常清晰,每一步都标明了具体操作。db.begin是新建一个transaction,而fn参数是用户传递的事务主体函数。
注意,只读事务不会调用transaction的commit函数,除非发生error,此时需要调用t.Rollback()进行清理工作。
读写事务是通过db.update执行的,整体上和View的pci数据采集源码代码类似,但是会创建一个读写事务。
读写事务如果没有发生错误,最后会调用Commit方法,将事务进行的修改持久化到DB文件里,实现事务ACID特性里的“D"。
BoltDB使用B-tree作为磁盘数据结构,在事务commit时,所有在内存中的修改都要持久化到磁盘上。在事务commit时,所有修改都需要持久化到多个新page里。
读事务实现得比较简单,就是在基于mmap的B-tree上搜索到具体的key,返回对应的value。为了提升性能,BoltDB全程尽量避免copy。
写事务比读事务要复杂,BoltDB如果需要修改一个page上的数据,首先会通过B-tree搜索定位到具体的key所在的leaf page,但它不会直接在这个page上修改,而是把这个page的数据copy到一个叫node的内存结构体里,修改是在node结构体里做的。
在写事务中,所有的修改都暂存在内存里,在事务commit之前不会持久化。在事务commit的时候,所有的修改都要持久化。
因此,BoltDB的使用建议是,一个事务做的事情不要太多,这样不必耗费太多内存保存中间状态,commit也不至于耗时太多。
Springboot之分布式事务框架Seata实现原理源码分析
在Springboot 2.2. + Seata 1.3.0环境中,Seata通过GlobalTransactionScanner实现全局事务管理。首先,它会扫描带有@GlobalTransactional注解的方法类,作为BeanPostProcessor处理器,通过InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法中的wrapIfNecessary方法进行全局事务拦截。
GlobalTransactionScanner判断类方法是否有@GlobalTransactional注解,如果没有则直接返回,否则创建GlobalTransactionalInterceptor。拦截器负责全局事务的执行,包括事务开始、执行本地业务、提交和回滚等步骤。例如,事务开始时,Seata通过SPI技术将xid绑定到当前线程,执行过程中会记录undo log以实现回滚。
Seata自动配置会创建代理数据源(DataSourceProxy),在数据源方法调用时进行代理处理。当调用带有全局事务的方法时,如RestTemplate和Feign,拦截器会传递XID到请求头中,确保跨服务的事务一致性。参与者(被调用服务)通过SeataHandlerInterceptor拦截器获取并绑定XID,然后通过ConnectionProxy代理进行数据库操作,其中ConnectionContext用于判断是否为全局事务。
总结来说,Seata的核心机制是通过代理、拦截器和XID的传递,确保分布式环境下的事务处理协调和一致性。
[转载] 细说jbd (journal-block-device)& 源码分析
文章探讨了journal-block-device (jbd)在ext4文件系统中的应用,虽然以ext3的jbd2分析为主,但其设计思想相似。jbd的核心目标是解决文件系统中事务的原子性和数据恢复问题。它通过将内存中的事务数据记录在单独的日志空间,确保操作的原子性,并能在系统故障后从日志恢复数据。以下是关键概念和操作的概述:
1. 通过将文件系统操作抽象为原子操作,jbd将多个操作组成事务,确保数据的一致性。
2. 日志模式的划分和管理是jbd的重要组成部分,包括journal_start, journal_stop等基本操作。
3. 数据结构如handle_t, transaction_t和journal_t被用于存储和管理事务信息。
4. jbd涉及元数据和数据缓冲区处理流程,以及journal_recover函数在恢复阶段的角色,如PASS_SCAN, PASS_REVOKE和PASS_REPLAY。
5. 提交事务时,kjournald负责关键步骤,如journal_commit_transaction, journal_write_metadata_buffer等。
6. 日志恢复是整个机制的核心环节,确保在系统崩溃后能正确恢复数据和元数据。
文章详细介绍了这些概念和操作,展示了jbd如何在ext3和ext4中扮演关键角色,确保数据安全和完整性。通过深入理解这些原理,我们可以更好地理解文件系统的可靠性和性能优化。
详解 MySQL 的 undo log
详解MySQL的undo log
undo log是InnoDB引擎中的一种关键日志,它在事务修改数据记录前,先行保存该记录的原始状态(before image),以便在修改过程中遇到错误时恢复原始数据或允许其他事务读取。undo log的两个主要作用在于提供事务的回滚能力和支持并发读取。
在事务执行时,以下四种操作会生成undo log:插入、更新、删除和选择。在MySQL的不同版本中,undo log的存储方式也有所变化。在早期版本中,undo log与系统表空间共存于同一个表空间内,直到MySQL 5.6.3版本引入了将undo log表空间独立出来的特性。这一特性在MySQL 5.7版本中得到进一步强化,引入了在线truncating undo tablespace功能。MySQL 8.0版本进一步改进undo log机制,使其更易于管理和优化性能。
undo log主要储存在单独的undo tablespace中,这个表空间定义了回滚段(rollback segments),用于存放undo log。undo tablespace的结构通过源代码中的定义得以揭示,其中包括了用于管理回滚段的结构体。回滚段进一步管理着Rollback Segment Header Page,以确保数据的高效管理和回滚操作。
undo log可以分为insert undo log和update undo log两种类型。对于insert操作,undo log记录插入数据的ID,以便在事务回滚时精确删除;对于update操作,undo log记录修改前的数据,回滚时只需反向更新。而对于delete和select操作,由于它们不涉及数据的修改,因此不需要undo log来支持回滚。
undo log的处理逻辑复杂,但通过构建undo log链条,可以高效地实现事务的回滚。当事务开始时,会记录所有修改前的数据到undo log中。当事务提交后,这些undo log可能仍保留在系统中,以备在需要时执行回滚操作。在事务执行期间,其他事务可以读取undo buffer缓存中的数据,从而实现并发读取。当事务回滚时,系统会从undo buffer中读取数据,而不是直接从磁盘读取,从而提高了性能和效率。
总的来说,undo log在MySQL中扮演着至关重要的角色,它不仅保证了事务的原子性和一致性,还支持并发读取,提高了数据库的性能和可靠性。理解undo log的工作原理对于深入掌握MySQL的事务处理机制至关重要。
MySQL XA事务源码分析
事务类型外部 XA PREPARE 流程
省流版:
详细版:
外部 XA COMMIT 过程
省流版:
详细版:
外部 XA 2PC 阶段 Log 落盘顺序
------------------- XA PREPARE START -------------------------
------------------- XA PREPARE END -------------------------
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------------------- XA COMMIT START -------------------------
------------------- XA COMMIT END -------------------------
本地事务 commit 流程
省流版
与外部 XA PREPARE 2PC 的不同
与外部 XA COMMIT 的不同
详细版:
------------------- PREPARE START -------------------------
------------------- PREPARE END -------------------------
------------------- COMMIT START -------------------------
------------------- COMMIT END -------------------------
外部 XA ROLLBACK 流程
省流版(Not Prepared Rollback 和 Prepared Rollback 的不同之处)
详细版
Not Prepared Rollback(在 end - prepare 之间 rollback)
Prepared Rollback(在 prepare 之后 rollback)
外部 XA RECOVERY 流程
省流版
详细版
本地事务 RECOVERY 流程
省流版
详细版
为什么只遍历最后一个binlog文件:
rotate 到新的 binlog 文件前,redo log 强制落盘,因此redo commit记录会落盘,保证老的binlog文件没有正在提交的事务