目录

一、理论

1.Navicat

2.MVCC

二、实验

1.Navicat连接MySQL

 2.navicat的基础操作

 3.测试提交事务

三、问题

1.解决1130

2.解决2003

四、总结

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一、理论

1.Navicat

（1）简介

Navicat Premium 是一套数据库开发工具，实现从单一应用程序中同时连接 MySQL、MariaDB、MongoDB、SQL Server、Oracle、PostgreSQL 和 SQLite 数据库。它与 Amazon RDS、Amazon Aurora、Amazon Redshift、Microsoft Azure、Oracle Cloud、MongoDB Atlas、阿里云、腾讯云和华为云等云数据库兼容。你可以快速轻松地创建、管理和维护数据库。

Navicat 是一套快速、可靠并价格相宜的数据库管理工具， 专为简化数据库的管理及降低系统管理成本而设。它的设计符合数据库管理员、开发人员及中小企业的需要。Navicat 是以直觉化的图形用户界面而建的，让你可以以安全并且简单的方式创建、组织、访问并共用信息。

（2）版本

Navicat提供了多个版本以满足不同用户的需求，以下是其中几个版本的简要介绍:

① Navicat Premium:这是Navicat最全面的版本，它提供了对多种数据库类型(MySQL、MariaDB、建模、数据同步、备份和还原等。建模、数据同步、备份和还原等。

② Navicat for MySQL/MariaDB/PostgreSQL/Oracle/SQL Server:这些版本专门为单个数据库类型而开发，因此它们具有更专业的特性和工具来优化您的MySQL、MariaDB、 PostgreSQL、 Oracle或SQLServer数据库管理。

③ Navicat Essentials: 这是- - 个轻量级的版本，适用于只需要基本数据库管理功能的用户。它支持MySQL、MariaDB、 PostgreSQL和SQLite数据库, 但缺少一些高级功能。

④ Navicat for MongoDB:专门J针对MongoDB进行了优化，支持MongoDB的所有常见功能，包括数据导入/导出、查询构建、数据编辑、索|管理等。

2.MVCC

（1）概念

MVCC（Multi-Version Concurrency Control）即多版本并发控制。是一种并发控制的方法，一般在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问，在编程语言中实现事务内存。

在 MySQL InnoDB 中主要是为了提高数据库并发性能，用更好的方式去处理读-写冲突，做到即使有读写冲突时，也能做到不加锁，非阻塞并发读
（2）当前读和快照读
  ① 当前读（悲观锁的具体实现）
（select。。。lock in mode）共享锁和（select。。。for update/insert/delete）排他锁这些操作都属于当前读，他们读取的都是记录的最新版本，并且读取时还需要保证其他事务不能修改其正在读取的当前记录。

 ② 快照读（MVCC非阻塞的具体实现）
像不加锁的 select 操作就是快照读，即不加锁的非阻塞读；快照读的前提是隔离级别不是串行级别，串行级别下的快照读会退化成当前读；之所以出现快照读的情况，是基于提高并发性能的考虑，快照读的实现是基于MVCC ,可以认为 MVCC 是行锁的一个变种，但它在很多情况下，避免了加锁操作，降低了开销；既然是基于多版本，即快照读可能读到的并不一定是数据的最新版本，而有可能是之前的历史版本

（3）原理

从navicat事务的隔离级别可以发现，数据库有三种并发的场景：（读while读）（读while写）（写while写），当然，（读while读）没有什么问题，但后两者存在着冲突。

①隐式字段

每行记录除了我们自定义的字段外，还有数据库隐式定义的 DB_TRX_ID；DB_ROLL_PTR等字段。

DB_TRX_ID
6 byte，最近修改事务 ID：记录最后一次修改该记录的事务 ID


DB_ROLL_PTR
7 byte，回滚指针，指向这条记录的上一个版本的位置（存储于 rollback segment 里）


DB_ROW_ID
6 byte，隐含的自增 ID（隐藏主键），如果数据表没有主键，InnoDB 会自动以DB_ROW_ID产生一个聚簇索引


还有一个删除 flag 隐藏字段, 既记录被更新或删除并不代表真的删除，而是删除 flag 变了

② undo日志

insert undo log（事务在 insert 新记录时产生）只在rollback时需要，在事务提交后可以被立即丢弃

update undo log（事务在进行 update 或 delete 时产生）提交后直到没有事务涉及后，由purge线程统一清除

*purge：更新或者删除操作都只是设置一下老记录的 deleted_bit ，并不真正将过时的记录删除。为了节省磁盘空间，InnoDB 有专门的 purge 线程来清理 deleted_bit 为 true 的记录。为了不影响 MVCC 的正常工作，purge 线程自己也维护了一个read view（这个 read view 相当于系统中最老活跃事务的 read view ）;如果某个记录的 deleted_bit 为 true ，并且 DB_TRX_ID 相对于 purge 线程的 read view 可见，那么这条记录是可以被安全清除的。

不同事务或者相同事务的对同一记录的修改，会导致该记录的undo log成为一条记录版本线性表，既链表，undo log 的链首就是最新的旧记录，链尾就是最早的旧记录

两者中，insert undo log 实际上就是rollback segment中的旧纪录链，上文中navicat上我们进行的read uncommitted级别的事务在对数据进行修改时，数据库先为该行加锁（排它锁），把修改之前的该行数据拷贝到undo log中作为旧纪录，此时被修改的记录的DB_TRX_ID就会变为做此修改的事务的ID，我们默认从1开始，之后递增，而DB_ROLL_PTR则指向undo log中的副本数据（SQL语句：delete。。。），事务提交后，释放锁。

而update undo log的实现原理是，当进行数据修改的操作时，会有一个叫做COW（copy on write）的机制，/*吐槽：奶牛机制。。。*/还是字面意思，复制写，它的存在是为了解决一个读写并发的问题，为了让读写可以互不干扰，例如在进行update操作时，会先把要操作的行复制出一份，在复制出的行上进行数据修改，复制出的这行数据的事务id会发生更改，而回滚指针则指向了update undo log（被复制的数据），也就是进行update操作的原数据，解决了读写并发的问题同时带来了数据读取的延后性问题

③Read View

三个主要属性：

表1 Read View属性

属性	功能
trx_list	（随便取的名字）  开启read view时当前活跃的（未提交）事务id集合
up_limit_id	开启read view时最小的事务id
low_limit_id	开启read view后，应该分配给下一个事务的id值，也即当前最大事务id+1

事务执行的快照读的那一刻，会生成数据库系统当前的一个快照，记录并维护系统当前活跃事务的 ID (当每个事务开启时，都会被分配一个 ID , 这个 ID 是递增的，所以最新的事务，ID 值越大，反之越小)；主要是用来做可见性判断的, 即当我们某个事务执行快照读的时候，对该记录创建一个 Read View 读视图，通过一定条件判断当前事务能够看到哪个版本的数据，既可能是当前最新的数据，也有可能是该行记录的undo log里面的某个版本的数据

read view遵循一个可见性算法来进行判断，将要被修改的数据的最新记录中的 DB_TRX_ID（当前事务 ID ）取出来，与系统当前其他活跃事务的 ID 去对比（由 Read View 维护），如果事务id 跟 Read View 的属性做了某些比较，不符合可见性，那就通过 DB_ROLL_PTR 回滚指针去取出 Undo Log 中的 DB_TRX_ID 再比较，即遍历链表的 DB_TRX_ID（从链首到链尾，即从最近的一次修改查起），直到找到满足特定条件的 DB_TRX_ID , 那么这个 DB_TRX_ID 所在的旧记录就是当前事务可见的最新老版本。

DB_TRX_ID < up_limit_id , 当前行事务id比活跃的最小事务id还小时，当前事务对该记录的修改已经提交，因为当前事务id比活跃的最小事务id还小，不在活跃的事务之中，也就意味着该事务已经提交或回滚。也就是在生成Read View之前，事务已经提交，则这个数据是可读的；

 DB_TRX_ID > low_limit_id , 修改该行的事务id大于了Read View里系统待分配的下一个事务id，说明修改该行的事务是生成该Read View之后出现的事务，这时，应该是不可见的，一个事务不可以看到未提交事务所作的数据修改（脏读）。

DB_TRX_ID 在 up_limit_id 和 low_limit_id 的范围内，分为两种情况：

（1）包含在 trx_list 中表示在开启这个read view时，该事务还是活跃的（未提交），应该不可见，否则就是脏读

（2）不包含在 trx_list 中表示在开启这个read view时，该事务已经提交了，所以可见

基于RC隔离级别：与RR相比，RC的特点是不可重复读，也就是每一次读取的都是当前最新的数据，那么RC每一次进行读取的时候会开启一个新的RW，这样就可以保证，在每次读取数据的时候，TRX_list里都是当前最新的活跃事务。

二、实验

1.Navicat连接MySQL

（1）新建连接

 （2）配置连接

 

（3）连接数据库

这里可能会出现登录失败的情况，开的虚拟机和navicat跑在一台机器上，排除数据库没有开启成功、主机防火墙未设置策略或未关闭（错误码1130）等问题，可能存在的问题是windows主机没有开启telnet功能，需要做如下设置：

 （4）登录数据库需要授权

对用户进行一个网段进行授权

grant all privileges on *.* to 'root'@'localhost' identified by '123456';

#将所有数据库的所有表(*.*)的所有权限(all privileges)，授予通过 一个网段 ip(%)访问的用户，密码为123456，如果要限制所有机器可以访问，将网段换成相应的%即可

这样就可以成功登录

flush privileges;  刷新权限

#当然，给root用户设置任何host都可以登录明显是不安全的

 (5) 连接成功

 2.navicat的基础操作

（1）数据库的基本操作

通过右键点击，我们可以创建、编辑、删除......数据库更改数据库和表的属性。

 双击表查看表内容

右击

 和数据库表内容信息一样 ：

 （2）对表进行操作

右键test库下的“表”，选择新建数据表，或右击一个已存在的表点击“设计表”，进入一个编辑表的窗口。在这里对表进行表结构的展示和编辑，可以插入字段并定义字段类型和长度，设置主键、设置默认值，是否为“null”等，相当于describe和alter操作。

 

 

 在这个界面创建外键，我们先清空表内容（最好创建表的时候设置，否则会报错），所关联的主表的主键和foreign key需要在类型、长度上保持一致，同时外键不可以设置自增、无符号、填充零

 （3）sql 语句管理数据库

在navicat中，也可以点击新建查询，在命令行中输入SQL语句的方式管理数据库中的数据，并可以使用Tab键对命令进行补全。

 （4）用户管理

点击用户进入用户的管理界面，在这里可以直观的看到当前数据库（非单个库）的所有用户，也可以对他们进行更改密码，新建、删除 ，权限设置，以及可登录的主机设置（文章开头的设置）。

 （5）视图的创建

新建摄图

 

（6）表的导入与导出

 导出全部记录

 

选择格式

 

选择导出文件

 选择字段

 

 开始导出-点击开始

完成

 

 在保存的excel表打开查看

新建备份

 （7）数据库的备份 

选择备份

 新建备份

 备份完成

（8）还原备份 

 

 3.测试提交事务

InnoDB四种隔离级别：read uncommit（有脏读问题）、read commit（有不可重复读问题）、repeatable read（有幻读问题）、serializable（解决前三种问题，但效率过低）丢失更新。

（1）read uncommit（有脏读问题）

两个事务同时对同一个数据进行只读不提交操作，一个进行修改，一个来进行读取数据。

（2）read committed（oracle默认隔离级别）

 

（3）测试回滚事务

 回滚操作

（4）多个回滚点测试 

 

三、问题

1.解决1130

    （1）解决方法
    在安装mysql的虚拟机中登录mysql账号，更改“mysql”数据库里的“user”表里的“host”项，把原来的“localhost”改成“%”；
   

    mysql -uroot -p password
    mysql>use mysql;
    mysql>update user set host = '%' where user = 'root';
    mysql>select host, user from user;
    mysql>flush privileges或mysql>service mysqld restart生效以上设置

 

2.解决2003

    防火墙问题，需要开放对应端口（3306）或者关闭防火墙；

  （1）开放3306端口

firewall-cmd --zone=public --add-port=3306/tcp --permanent    然后重启防火墙
               命令含义：
 
            --zone #作用域
 
            --add-port=3306/tcp  #添加端口，格式为：端口/通讯协议
 
            --permanent   #永久生效，没有此参数重启后失效
 
        

    （2）关闭防火墙：关闭防火墙：systemctl stop firewalld.service（临时关闭）
                          禁止开机启动启动防火墙：systemctl disable firewalld.service
 

防火墙简单命令：
                重启防火墙：firewall-cmd --reload
                查看防火墙状态：firewall-cmd --state
                关闭防火墙：systemctl stop firewalld.service
                开启防火墙：systemctl start firewalld.service
                禁止开机启动启动防火墙：systemctl disable firewalld.service

四、总结

Navicat Premium 是一套数据库开发工具，实现从单一应用程序中同时连接 MySQL、MariaDB、MongoDB、SQL Server、Oracle、PostgreSQL 和 SQLite 数据库。

MVCC（Multi-Version Concurrency Control）即多版本并发控制。是一种并发控制的方法，一般在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问，在编程语言中实现事务内存。