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面试题:在MariaDB binlog group commit实现中,如何处理不同事务的同步与异步问题

在MariaDB binlog group commit的实现细节里,不同事务可能存在同步提交和异步提交的情况。请深入分析MariaDB是怎样协调这些事务,确保binlog写入的一致性和高效性,包括可能涉及到的锁机制、线程调度等方面的内容。
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数据库MariaDB

知识考点

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面试题答案

一键面试

1. 事务提交类型

  • 同步提交(Sync Commit):在同步提交模式下,事务等待binlog真正写入磁盘才完成提交操作。这确保了事务的持久性,但可能会因为磁盘I/O操作而影响性能。
  • 异步提交(Async Commit):事务在将binlog写入到内存中的缓冲区后就可以完成提交,不必等待binlog实际写入磁盘。这可以显著提高事务提交的速度,但在系统崩溃时可能丢失部分未写入磁盘的binlog。

2. 协调机制

  • 组提交(Group Commit):MariaDB利用组提交机制来提高binlog写入的效率。多个事务可以在同一时间点进行提交,将它们的binlog批量写入磁盘。当一个事务准备提交时,它会加入到一个等待提交的事务组中。只有当组中的所有事务都准备好后,才会将整个组的binlog一次性写入磁盘。
  • FLUSH - SYNC - RELEASE流程
    • FLUSH阶段:事务将binlog从内存缓冲区刷新到文件系统缓存(page cache),但并不保证写入磁盘。多个事务可以并行执行此步骤。
    • SYNC阶段:将文件系统缓存中的binlog真正写入磁盘。这个阶段通常由一个专门的线程(sync线程)负责,同一时间只有一个事务组可以进行SYNC操作。
    • RELEASE阶段:事务完成提交,释放相关的资源,通知其他等待的事务。

3. 锁机制

  • 队列锁(Queue Lock):为了协调事务加入等待提交的事务组,MariaDB使用队列锁。事务在准备提交时获取队列锁,将自己加入到事务组队列中,然后释放队列锁。这确保了事务按顺序加入事务组。
  • Sync锁:在SYNC阶段,为了保证同一时间只有一个事务组进行磁盘写入操作,使用Sync锁。持有Sync锁的事务组可以将binlog写入磁盘,其他事务组需要等待该锁释放。

4. 线程调度

  • 主事务线程:负责执行事务逻辑,生成binlog,并将其发送到binlog缓冲区。在提交阶段,主事务线程按照FLUSH - SYNC - RELEASE流程协调事务的提交。
  • Sync线程:专门负责执行SYNC操作,将文件系统缓存中的binlog写入磁盘。Sync线程由主事务线程唤醒,当有事务组准备好进行SYNC操作时,主事务线程会通知Sync线程。

5. 一致性保证

  • Write - Ahead Logging(WAL):MariaDB遵循WAL原则,在数据实际修改之前,先将binlog写入磁盘。这确保了即使系统崩溃,也可以通过重放binlog来恢复未完成的事务,保证数据的一致性。
  • 两阶段提交(2PC):在组提交过程中,MariaDB实际上也应用了两阶段提交的思想。FLUSH阶段类似于准备阶段,事务将binlog准备好;SYNC阶段类似于提交阶段,确保binlog持久化到磁盘。通过这种方式,保证了所有参与组提交的事务要么全部成功提交,要么全部回滚,从而维护了binlog写入的一致性。