面试题：MariaDB中binlog group commit如何与行级锁机制协同工作

Question

请阐述在MariaDB数据库中，binlog group commit的基本原理，以及它是怎样与行级锁机制协同，来保证事务的一致性和数据的完整性的。可以结合简单的事务执行场景进行说明。

Answer 1

binlog group commit基本原理

1. 组提交概念：在MariaDB中，binlog group commit（组提交）是一种优化机制，它允许将多个事务的二进制日志（binlog）写入操作合并为一次磁盘I/O操作。当多个事务准备提交时，它们不会各自独立地进行binlog写入，而是被组合在一起批量写入。
2. 工作流程：
   • 阶段一：Flush阶段：多个事务进入此阶段，InnoDB存储引擎将事务日志（redo log）从日志缓冲区刷新到磁盘上的redo log文件。这个阶段事务可以并行执行，因为redo log的写入是循环写，并且通常是顺序I/O，性能较高。
   • 阶段二：Sync阶段：在此阶段，所有准备提交的事务等待，直到轮到它们将binlog同步到磁盘。只有一个事务（通常是组中的第一个事务）负责实际的binlog同步操作，这个操作是比较耗时的，因为它涉及到磁盘的随机I/O。但通过组提交，将多个事务的binlog同步操作合并为一次，大大减少了磁盘I/O次数。
   • 阶段三：Commit阶段：所有事务在这个阶段进行实际的提交操作，更新事务状态等。

与行级锁机制协同保证事务一致性和数据完整性

1. 行级锁机制：行级锁是InnoDB存储引擎中一种细粒度的锁机制，它只锁定正在操作的行数据，而不是整个表。这使得多个事务可以同时对不同行进行操作，提高了并发性能。例如，事务A更新表t中id = 1的行，事务B可以同时更新表t中id = 2的行，只要它们操作的行不同，就不会产生锁冲突。
2. 协同方式：
   • 事务执行场景：假设有事务T1和事务T2。事务T1要更新行R1，事务T2要更新行R2。
   • 行级锁保证并发控制：在事务执行过程中，T1首先获取行R1的行级锁，T2获取行R2的行级锁，这样两个事务可以并行执行，不会相互干扰。当事务准备提交时，进入binlog group commit流程。
   • binlog group commit保证一致性和完整性：在组提交过程中，多个事务的binlog按顺序写入磁盘。例如，T1和T2的binlog会在一次组提交操作中写入binlog。如果在写入过程中出现故障，由于binlog是顺序写入且完整记录了事务操作，系统可以通过重放binlog来恢复到故障前的状态，保证了事务的一致性和数据的完整性。同时，行级锁机制确保了在事务执行过程中，数据的访问和修改是按照事务的逻辑顺序进行的，不会出现并发修改导致的数据不一致问题。结合起来，行级锁机制和binlog group commit共同确保了在高并发环境下事务的一致性和数据的完整性。