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面试题:MariaDB的mysqld核心函数在高并发场景下如何保障数据一致性

假设在高并发读写场景下,MariaDB的mysqld核心函数需要处理多个事务同时操作相同数据。请详细阐述其通过哪些核心函数以及这些函数的调用流程来确保数据的一致性,例如锁机制、日志机制等相关函数的调用关系。
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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

锁机制相关函数及调用流程

  1. 行锁相关函数
    • lock_row 函数:当事务要修改某一行数据时,会调用 lock_row 函数获取行锁。例如,在执行 UPDATE table_name SET column = value WHERE condition 语句时,mysqld 核心函数会根据 WHERE 条件定位到具体行,然后调用 lock_row 尝试获取该行的排它锁(写锁)。如果该行已经被其他事务加锁,当前事务会进入等待状态。
    • unlock_row 函数:当事务完成对该行数据的操作后,会调用 unlock_row 函数释放行锁。例如,在事务提交或回滚时,对之前加锁的行调用 unlock_row 释放锁资源,以便其他事务可以访问该行数据。
  2. 表锁相关函数
    • lock_table 函数:当事务需要对整个表进行操作时,会调用 lock_table 函数获取表锁。比如执行 LOCK TABLES table_name WRITE 语句,mysqld 核心函数会调用 lock_table 为指定表获取写锁,阻止其他事务对该表进行读写操作。
    • unlock_table 函数:事务完成对表的操作后,通过调用 unlock_table 函数释放表锁。例如,在执行 UNLOCK TABLES 语句时,会调用此函数释放之前获取的表锁。

日志机制相关函数及调用流程

  1. 重做日志(Redolog)相关函数
    • log_write 函数:在事务执行过程中,对数据的修改操作会先记录到重做日志缓冲区。当缓冲区达到一定阈值或者事务提交时,会调用 log_write 函数将重做日志从缓冲区写入到重做日志文件。例如,在执行 UPDATE 操作修改数据页时,会先在重做日志缓冲区记录修改记录,然后调用 log_write 将其持久化到重做日志文件。
    • log_apply 函数:在数据库崩溃恢复时,mysqld 核心函数会调用 log_apply 函数,根据重做日志文件中的记录重新应用未完成事务的修改,确保数据的一致性。
  2. 回滚日志(Undolog)相关函数
    • undo_write 函数:在事务执行过程中,对数据的修改操作同时会记录相应的回滚日志。例如,在执行 DELETE 操作时,会记录被删除数据的原始版本到回滚日志,这一过程会调用 undo_write 函数。
    • undo_rollback 函数:当事务回滚时,mysqld 核心函数会调用 undo_rollback 函数,根据回滚日志中的记录将数据恢复到事务开始前的状态,保证数据一致性。

事务协调相关函数及调用流程

  1. begin_transaction 函数:当应用程序发起一个事务开始的指令(如 START TRANSACTION 语句)时,mysqld 核心函数会调用 begin_transaction 函数初始化一个新的事务上下文,为该事务分配唯一的事务 ID,并初始化事务相关的状态变量。
  2. commit_transaction 函数:当事务中的所有操作完成且满足提交条件(例如所有锁获取成功,所有日志记录已持久化等),应用程序执行 COMMIT 语句,mysqld 核心函数调用 commit_transaction 函数。该函数首先确保所有重做日志已写入磁盘,然后释放该事务持有的所有锁,最后标记该事务为已提交状态,完成事务的提交过程,保证数据的一致性。
  3. rollback_transaction 函数:如果在事务执行过程中出现错误或者应用程序执行 ROLLBACK 语句,mysqld 核心函数会调用 rollback_transaction 函数。该函数会调用 undo_rollback 函数根据回滚日志将数据恢复到事务开始前的状态,并释放该事务持有的所有锁,从而撤销事务对数据的修改,保证数据一致性。