MySQL事务实现原理：ACID特性与底层机制

一、ACID特性保障

原子性（Atomicity）

通过undo log实现：事务操作前会生成逆向操作的undo日志，
若事务失败则通过undo日志回滚到初始状态。例如更新数据时，undo log会记录旧值用于回滚。

持久性（Durability）

依赖redo log实现：事务提交时，所有修改先写入redo日志（持久化到磁盘），
即使系统崩溃也能通过redo log恢复数据。

隔离性（Isolation）

锁机制：通过行锁、间隙锁等控制并发访问，防止脏读、不可重复读等问题。
MVCC（多版本并发控制）：为每个事务生成数据快照（ReadView），
通过版本链实现非阻塞读，支持可重复读隔离级别。

一致性（Consistency）

由原子性、隔离性和持久性共同保障，确保事务执行前后数据库满足完整性约束。

二、核心实现组件

日志系统

redo log：记录事务修改后的数据，用于崩溃恢复。
undo log：记录事务修改前的数据，用于回滚和MVCC版本链构建。

缓冲池（Buffer Pool）

事务的修改操作先在内存缓冲池中进行，提升性能，再通过日志系统持久化。

事务ID与版本链

每个事务分配唯一ID，数据行通过隐藏字段（DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR）记录修改事务ID和回滚指针，
形成多版本数据链。

三、事务执行流程

1.事务启动：

分配事务ID，初始化undo log和redo log缓冲区。

2.数据修改：

内存中修改缓冲池数据，生成undo log。
记录redo log到缓冲区，事务提交时刷盘。

3.提交/回滚：

提交：redo log刷盘，释放锁，标记事务完成。
回滚：通过undo log逆向恢复数据。

四、隔离级别实现差异

读未提交：直接读取最新数据，无锁或快照控制。
可重复读（默认）：通过MVCC生成事务级快照，结合间隙锁防止幻读。
串行化：使用表级锁强制事务串行执行。

总结：

MySQL事务通过undo/redo日志保障原子性与持久性，锁与MVCC实现隔离性，最终达成数据一致性。
不同隔离级别通过调整锁策略和版本控制平衡性能与数据安全。