MySQL-8事务与隔离级别IO

大家好，我是安小生，本节文章说的是事务的隔离级别IO

读取未提交 ，简称：RU。 没有隔离性，所以在隔离级别中的性能是最好ode。

脏读 ：指的是读到了其他事物提交的数据。即使是未提交

读取已提交 ，简称：RC。 性能相对而言比读取未提交要低。

不可重复读 ：一致性。 性能相对而言比读取已提交要低。

可重复读取 ，简称: RR（默认）。

幻读的问题 ：mvc 但是对于新增来时候可能依然存在。

串行化 ：原本是多进程：强行转化为单进程。 在性能方面是最低的。但是解决的问题是最多的。

总结：从上往下依次降低，隔离级别的强度依次增强。

下面我们有一个图来进行解释：

读取未提交：不可重复读，幻读问题。

解决问问题：没有使用事物的时候数据不一致的问题，就是做到知行的sql一起成功，一起回滚。

脏读：可以读取到其他事物所知行的sql的结果=》脏读

假设事物1要进行回滚 *** 作，事务

读取未提交以及串行话不在我们权衡以及考虑的范围，。

随着时间和业务的发展，数据库中的数据量增长是不可控的，库和表中的数据会越来越大，随之带来的是更高的 磁盘 、 IO 、 系统开销 ，甚至 性能 上的瓶颈，而单台服务器的 资源终究是有限 的。

因此在面对业务扩张过程中，应用程序对数据库系统的 健壮性 ， 安全性 ， 扩展性 提出了更高的要求。

以下，我从数据库架构、选型与落地来让大家入门。

数据库会面临什么样的挑战呢？

业务刚开始我们只用单机数据库就够了，但随着业务增长，数据规模和用户规模上升，这个时候数据库会面临IO瓶颈、存储瓶颈、可用性、安全性问题。

为了解决上述的各种问题，数据库衍生了出不同的架构来解决不同的场景需求。

将数据库的写 *** 作和读 *** 作分离，主库接收写请求，使用多个从库副本负责读请求，从库和主库同步更新数据保持数据一致性，从库可以水平扩展，用于面对读请求的增加。

这个模式也就是常说的读写分离，针对的是小规模数据，而且存在大量读 *** 作的场景。

因为主从的数据是相同的，一旦主库宕机的时候，从库可以 切换为主库提供写入 ，所以这个架构也可以提高数据库系统的 安全性 和 可用性 ；

优点：

缺点：

在数据库遇到 IO瓶颈 过程中，如果IO集中在某一块的业务中，这个时候可以考虑的就是垂直分库，将热点业务拆分出去，避免由 热点业务 的 密集IO请求 影响了其他正常业务，所以垂直分库也叫 业务分库 。

优点：

缺点：

在数据库遇到存储瓶颈的时候，由于数据量过大造成索引性能下降。

这个时候可以考虑将数据做水平拆分，针对数据量巨大的单张表，按照某种规则，切分到多张表里面去。

但是这些表还是在同一个库中，所以库级别的数据库 *** 作还是有IO瓶颈（单个服务器的IO有上限）。

所以水平分表主要还是针对 数据量较大 ，整体业务 请求量较低 的场景。

优点：

缺点：

四、分库分表

在数据库遇到存储瓶颈和IO瓶颈的时候，数据量过大造成索引性能下降，加上同一时间需要处理大规模的业务请求，这个时候单库的IO上限会限制处理效率。

所以需要将单张表的数据切分到多个服务器上去，每个服务器具有相应的库与表，只是表中数据集合不同。

分库分表能够有效地缓解单机和单库的 性能瓶颈和压力 ，突破IO、连接数、硬件资源等的瓶颈。

优点：

缺点：

注：分库还是分表核心关键是有没有IO瓶颈 。

分片方式都有什么呢？

RANGE（范围分片）

将业务表中的某个 关键字段排序 后，按照顺序从0到10000一个表，10001到20000一个表。最常见的就是 按照时间切分 （月表、年表）。

比如将6个月前，甚至一年前的数据切出去放到另外的一张表，因为随着时间流逝，这些表的数据被查询的概率变小，银行的交易记录多数是采用这种方式。

优点：

缺点：

HASH（哈希分片）

将订单作为主表，然后将其相关的业务表作为附表，取用户id然后 hash取模 ，分配到不同的数据表或者数据库上。

优点：

缺点：

讲到这里，我们已经知道数据库有哪些架构，解决的是哪些问题，因此， 我们在日常设计中需要根据数据的特点，数据的倾向性，数据的安全性等来选择不同的架构 。

那么，我们应该如何选择数据库架构呢？

虽然把上面的架构全部组合在一起可以形成一个强大的高可用，高负载的数据库系统，但是架构选择合适才是最重要的。

混合架构虽然能够解决所有的场景的问题，但是也会面临更多的挑战，你以为的完美架构，背后其实有着更多的坑。

1、对事务支持

分库分表后（无论是垂直还是水平拆分），就成了分布式事务了，如果依赖数据库本身的分布式事务管理功能去执行事务，将付出高昂的性能代价（XA事务）；如果由应用程序去协助控制，形成程序逻辑上的事务，又会造成编程方面的负担（TCC、SAGA）。

2、多库结果集合并 （group by，order by）

由于数据分布于不同的数据库中，无法直接对其做分页、分组、排序等 *** 作，一般应对这种多库结果集合并的查询业务都需要采用数据清洗、同步等其他手段处理（TIDB、KUDU等）。

3、数据延迟

主从架构下的多副本机制和水平分库后的聚合库都会存在主数据和副本数据之间的延迟问题。

4、跨库join

分库分表后表之间的关联 *** 作将受到限制，我们无法join位于不同分库的表（垂直），也无法join分表粒度不同的表（水平）， 结果原本一次查询就能够完成的业务，可能需要多次查询才能完成。

5、分片扩容

水平分片之后，一旦需要做扩容时。需要将对应的数据做一次迁移，成本代价都极高的。

6、ID生成

分库分表后由于数据库独立，原有的基于数据库自增ID将无法再使用，这个时候需要采用其他外部的ID生成方案。

一、应用层依赖类（JDBC）

这类分库分表中间件的特点就是和应用强耦合，需要应用显示依赖相应的jar包（以Java为例），比如知名的TDDL、当当开源的 sharding-jdbc 、蘑菇街的TSharding等。

此类中间件的基本思路就是重新实现JDBC的API，通过重新实现 DataSource 、 PrepareStatement 等 *** 作数据库的接口，让应用层在 基本 不改变业务代码的情况下透明地实现分库分表的能力。

中间件给上层应用提供熟悉的JDBC API，内部通过 sql解析 、 sql重写 、 sql路由 等一系列的准备工作获取真正可执行的sql，然后底层再按照传统的方法（比如数据库连接池）获取物理连接来执行sql，最后把数据 结果合并 处理成ResultSet返回给应用层。

优点

缺点

二、中间层代理类（Proxy）

这类分库分表中间件的核心原理是在应用和数据库的连接之间搭起一个 代理层 ，上层应用以 标准的MySQL协议 来连接代理层，然后代理层负责 转发请求 到底层的MySQL物理实例，这种方式对应用只有一个要求，就是只要用MySQL协议来通信即可。

所以用MySQL Navicat这种纯的客户端都可以直接连接你的分布式数据库，自然也天然 支持所有的编程语言 。

在技术实现上除了和应用层依赖类中间件基本相似外，代理类的分库分表产品必须实现标准的MySQL协议，某种意义上讲数据库代理层转发的就是MySQL协议请求，就像Nginx转发的是>

硬盘评测一般有两个指标， 一个是读写，一个就是iops 。

严格的说iops 和读写没有直接的关系，例如 普通sata ssd 最大io22w 最大读取500m 而nvme最大io 50w 最大io 35g（大约，不做真实数据，只供说明意思）。

读写速度一般都局限于接口带宽， sata一直慢速550m pci-e的也愈来愈逼近。

iops 和所用协议， （nvme协议比sata 更适合ssd 指令周期也短所以延迟 io天生优势），所经过设备的处理能力以及数量（过南桥的硬盘延迟高一点，直通cpu的当然快，家用忽略）（数据库文件存到nas的延迟io就比san整列的差劲） 有关。

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组态王的帮助里，写得很清楚，图文并茂，很容易就懂的

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结构变量的定义

要使用结构变量，首先需要定义结构模板和结构成员及属性。

在组态王工程浏览器中选择数据库下的结构变量，如图1所示，双击右侧的提示图标，进入结构变量定义对话框，

如图2所示。

图1

选择定义结构变量

图2

结构变量定义对话框

在结构变量定义对话框中有“新建结构”、“增加成员”、“修改”、“删除”几个功能。如一个储料罐具有压力、温度、物位、上限报警、下限报警等几个参数，下面以此为例来说明组态王中结构变量的定义和使用过程。

新建结构：增加新的结构。单击<新建结构>按钮，d出结构变量名输入对话框，如图所示。输入结构变量名称，单击<确定>按钮，在结构变量树状目录中显示出用户定义的结构模板。

注意：结构模板的名称和成员的名称首字母不能为数字，中间不能包含空格。命名要符合组态王变量命名规则。

如在结构名称输入对话框中输入“储料罐”，单击确定按钮，关闭对话框，则在结构变量定义界面上增加了一个新的结构，如下图所示。按照上述方法，可以建立多个结构。

增加成员：选中一个结构模板，如上图所示，单击<增加成员>按钮，d出新建结构成员对话框，如下图所示。

该对话框与组态王基本变量定义属性对话框相同，用户在这里可以直接定义结构成员的各种属性，如基本数值属性、IO属性、报警属性、记录属性等。在成员名编辑框中输入成员名称。然后单击成员类型列表框，选择该成员的数据类型。另外，如果用户定义了其它结构模板，并且其它结构模板下定义了结构成员，那么，其它结构模板的名称也会出现在数据类型中，用户可以选择结构模板作为数据类型，将其嵌入当前结构模板中，如下图

所有属性定义与基本变量属性定义相同，这里不再细述。定义完毕后，单击<确定>按钮，关闭对话框。

按照上述方法，可以将其它成员加入到成员列表中来。定义完成后，如下图所示。如果此时确定完成，单击对话框上的“确定”

按钮，关闭对话框。

编辑：可以编辑结构模板和结构模板成员

编辑结构模板：选中一个结构模板，单击<编辑>按钮，可以编辑结构模板名称。

编辑结构模板成员：选中一个结构成员，单击<编辑>按钮，可以编辑其成员名称、成员类型。修改成员的属性并确认后，系统会出现如下图所示的提示框，提示是否将当前成员属性的修改应用到已定义的结构变量和引用该结构的结构中，如果确认修改全部相关属性，选择"是"；如果只修改当前的成员的属性，选择"否"。

定义完成后，单击<确定>按钮，关闭对话框。

注意：在下列情况下，结构模板或成员不能被编辑。

1

要编辑的结构模板被其他模板成员引用，且引用结构模板的模板定义了结构变量。

2

要编辑的结构模板已定义结构变量，且该结构变量已被使用（画面，命令语言等）。

3

要编辑的结构模板成员对应的结构模板被其他结构模板成员引用，而且引用结构模板的结构模板定义了结构变量。

4

要编辑的结构模板成员对应的结构模板已定义了结构变量且结构变量已被使用（画面，命令语言等）。

5

具有嵌套结构的结构模板成员。如下图中储料罐A下的压力。

6

当结构模板成员类型为其他结构模板时，结构模板成员的类型不能编辑。如下图中储料罐A下的压力A。

删除结构模板或成员：选择一个结构模板或成员，单击<删除>按钮。

注意：在下列情况下，结构模板或成员不能被删除。

1

要删除的结构模板被其他模板成员引用

2

要删除的结构模板已定义结构变量

3

要删除的结构模板成员对应的结构模板被其他结构模板成员引用

4

要删除的结构模板成员对应的模板已定义结构变量

参见

什么是结构变量

结构变量的使用

因数据库存储在硬盤内，硬盤的读写速度是远远落後于CPU和内存的。所以较容易形成瓶颈导致IO阻塞。有些公司会通过升级硬件、上存储(SAN)来缓解，不过涉及不小的投入。

其实这类问题，很大比重会是因系统架构及编程不规范，导致程序执行效能低下而引发的问题。比如程序员如果查询数据，直接用select 这样会取出数据表内所有字段的数据，最好程序员形成习惯，select *** 作时只取需要的字段，这让会减少访问的数据量。

此外，还有很多相关的原因和处理方式，这个多去搜索下，就能有所收获。

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