一、事务及其特性
首先看看什么是事务？事务具有哪些特性？关于事务，上大学的时候，你应该有接触过相关的课程。简单来说，事务是指作为单个逻辑工作单元执行的一系列操作，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单元。
一个逻辑工作单元要成为事务，在关系型数据库管理系统中，必须满足4个特性，即所谓的ACID：原子性、一致性、隔离性和持久性。
一致性：事务完成之后，事务所做的修改进行持久化保存，不会丢失。
原子性：事务的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不会结束在某个中间环节。
持久性：事务开始之前和事务结束之后，数据库的完整性限制未被破坏。
隔离性：当多个事务并发访问数据库中的同一数据时，所表现出来的相互关系。
ACID及它们之间的关系如下图所示，比如4个特性中有3个与WAL有关系，都需要通过Redo、Undo日志来保证等。
1.一致性
首先来看一致性，一致性其实包括两部分内容，分别是约束一致性和数据一致性。约束一致性：数据库中创建表结构时所指定的外键、Check、唯一索引等约束。可惜在MySQL中，是不支持Check的，只支持另外两种，所以约束一致性就非常容易理解了。数据一致性：是一个综合性的规定，或者说是一个把握全局的规定。因为它是由原子性、持久性、隔离性共同保证的结果，而不是单单依赖于某一种技术。
2.原子性
接下来看原子性，原子性就是前面提到的两个“要么”，即要么改了，要么没改。也就是说用户感受不到一个正在改的状态。MySQL是通过WAL（WriteAheadLog）技术来实现这种效果的。
举例来讲，如果事务提交了，那改了的数据就生效了，如果此时BufferPool的脏页没有刷盘，需要使用Redo日志恢复出来的数据。而如果事务没有提交，且BufferPool的脏页被刷盘了，需要通过Undo来实现了，Undo又是通过Redo来保证的，所以最终原子性的保证还是靠Redo的WAL机制实现的。
3.持久性
所谓持久性，就是指一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的，接下来的操作或故障不应该对其有任何影响。前面已经讲到，事务的原子性可以保证一个事务要么全执行，要么全不执行的特性，这可以从逻辑上保证用户看不到中间的状态。一旦事务提交，通过原子性，即便是遇到宕机，也可以从逻辑上将数据找回来后再次写入物理存储空间，这样就从逻辑和物理两个方面保证了数据不会丢失，即保证了数据库的持久性。
4.隔离性
所谓隔离性，指的是一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的数据对其他的并发事务是隔离的。锁和多版本控制就符合隔离性。
二、并发事务控制
1.单版本控制-锁
先来看锁，锁用独占的方式来保证在只有一个版本的情况下事务之间相互隔离，所以锁可以理解为单版本控制。
在MySQL事务中，锁的实现与隔离级别有关系，在RR（RepeatableRead）隔离级别下，MySQL为了解决幻读的问题，以牺牲并行度为代价，通过Gap锁来防止数据的写入，而这种锁，因为其并行度不够，冲突很多，经常会引起死锁。现在流行的Row模式可以避免很多冲突甚至死锁问题，所以推荐默认使用Row+RC（ReadCommitted）模式的隔离级别，可以很大程度上提高数据库的读写并行度。
2.多版本控制-MVCC
多版本控制也叫作MVCC，是指在数据库中，为了实现高并发的数据访问，对数据进行多版本处理，并通过事务的可见性来保证事务能看到自己应该看到的数据版本。
每一次对数据库的修改，都会在Undo日志中记录当前修改记录的事务号及修改前数据状态的存储地址（即ROLL_PTR），以便在必要的时候可以回滚到老的数据版本。例如，一个读事务查询到当前记录，而最新的事务还未提交，根据原子性，读事务看不到最新数据，但可以去回滚段中找到老版本的数据，这样就生成了多个版本。
多版本控制很巧妙地将稀缺资源的独占互斥转换为并发，大大提高了数据库的吞吐量及读写性能。
三、特性背后的技术原理
1.原子性背后的技术
每一个写事务，都会修改BufferPool，从而产生相应的Redo日志，这些日志信息会被记录到ib_logfiles文件中。因为Redo日志是遵循WriteAheadLog的方式写的，所以事务是顺序被记录的。
在MySQL中，任何BufferPool中的页被刷到磁盘之前，都会先写入到日志文件中，这样做有两方面的保证。如果BufferPool中的这个页没有刷成功，此时数据库挂了，那在数据库再次启动之后，可以通过Redo日志将其恢复出来，以保证脏页写下去的数据不会丢失，所以必须要保证Redo先写。
因为BufferPool的空间是有限的，要载入新页时，需要从LRU链表中淘汰一些页，而这些页必须要刷盘之后，才可以重新使用，那这时的刷盘，就需要保证对应的LSN的日志也要提前写到ib_logfiles中，如果没有写的话，恰巧这个事务又没有提交，数据库挂了，在数据库启动之后，这个事务就没法回滚了。所以如果不写日志的话，这些数据对应的回滚日志可能就不存在，导致未提交的事务回滚不了，从而不能保证原子性，所以原子性就是通过WAL来保证的。
2.持久性背后的技术
一个“提交”动作触发的操作有：binlog落地、发送binlog、存储引擎提交、flush_logs，check_point、事务提交标记等。这些都是数据库保证其数据完整性、持久性的手段。
通过原子性可以保证逻辑上的持久性，通过存储引擎的数据刷盘可以保证物理上的持久性。这个过程与前面提到的Redo日志、事务状态、数据库恢复、参数innodb_flush_log_at_trx_