MySQL MVCC - 多版本并发控制

• 前言
• 概念
• 实现
• 结语
• 参考链接

前言

前段时间在看《高性能 MySQL》的时候了解到了多版本并发控制（MVCC）这个概念，然而，书上对这个概念的解析只有不到两页纸……

于是乎，我又到网上去找了一下相关的资料，发现 MVCC 在 MySQL 中应该算是很重要的一个功能了，所以就来总结一下（￣︶￣）↗

概念

MVCC 多版本并发控制，顾名思义，是用于实现并发控制的一种机制，而在数据库中，并发控制往往是针对 事务 来进行的，因此， 在了解 MVCC 之前应该先对事务具有一定的了解。

当然了，事务的概念本身是很基础的东西，这里就不做过多的介绍了 <(＿　＿)>

回到 MVCC 的概念上，在《高性能 MySQL》一书中对它的介绍是这样的：

可以认为 MVCC 是行级锁的一个变种，但是它在很多情况下避免了加锁操作，因此开销更低。虽然实现机制有所不同， 但大都实现了非阻塞的读操作，写操作也只锁定必要的行。

也就是说：

• MVCC 在实现行级锁的效果的同时避免了加锁操作的发生
• MVCC 实现了非阻塞的读操作，写操作也只锁定必要的行

同时，MVCC 只在 RC(READ COMMITTED) 和 RR(REPEATABLE READ) 两个隔离级别下工作。

实现

通过 MVCC 的概念我们可以知道其只在 RC 和 RR 这两个隔离级别下工作，这两个级别的一些特点：

• RC - 读取已经提交了的数据，可以避免脏读，但是当其他事务将某行数据修改并提交后，便可能会读取到变化后的数据，导致不可重复读
• RR - 可重复读，同一事务内，在未对数据进行修改时，每次读取到的数据都应该时一样的

MVCC 通过保存数据在某个时间点的快照来实现 RC 和 RR 要求的特性，实现时我们需要知道：

• 已提交的事务的有那些
• 行记录的事务版本号
• 行记录的历史版本

在 InnoDB 中，我们可以通过行记录的隐藏列知道创建该行记录的事务 ID，通过 undo log 得到行记录的历史版本， 通过 read view 得到创建 read view 时已经提交了的事务：

• DATA_TRX_ID : 在 InnoDB 中，行记录存在三个隐藏列，其中一个隐藏列为 DATA_TRX_ID, 表示该行记录的事务 ID，当事务对某行记录进行修改时， 新增记录的 DATA_TRX_ID 就是该事务的 ID。

• DATA_ROLL_PTR: DATA_ROLL_PTR 是行记录三个隐藏列中的另一个，在 InnoDB 中，修改一个行记录时，会创建一个新的记录并设置事务 ID，同时在 undo log 中保存旧的记录， 这时，新纪录的 DATA_ROLL_PTR 会指向 undo log 中的记录，同时，undo log 中的记录也存在执行旧记录的 DATA_ROLL_PTR 指针。

  

  这样一来，就构成了一条记录的所有历史记录的链表。当 UNDO 的记录还存在，那么对应的记录的历史版本就能被构建出来。

• READ VIEW : read view 是在 SQL 语句执行之前创建的，在 read view 中会保存：

  • low_limit_id - 创建 read view 时 尚未提交 的事务中的 最大 的事务 ID
  • up_limit_id - 创建 read view 时 尚未提交 的事务中的 最小 的事务 ID
  • trx_ids - 创建 read view 时 尚未提交 的事务列表

  通过 read view 可以将所有事务分为三组：

  • trx_id < up_limit_id - 创建 read view 时已经提交了的事务
  • up_limit_id <= trx_id <= low_limit_id - 创建 read view 时正常执行的事务
  • trx_id > low_limit_id - 创建 read view 时还未创建的事务

  此时，我们可以根据 read view 来判断行记录的可见性：

  1. 当记录的 DATA_TRX_ID 小于 read vew 的 up_limit_id 时说明该记录在创建 read view 之前就已经提交，记录可见
  2. 如果记录的 DATA_TRX_ID 和事务创建者的 TRX_ID 一样时，记录可见
  3. 当记录的 DATA_TRX_ID 大于 read vew 的 up_limit_id 时，说明该记录在创建 read view 之后进行的新建事务修改提交的，记录不可见
  4. 如果记录对应的 DATA_TRX_ID 在 read view 的 trx_ids 里面，那么该记录也是不可见的

  当通过 read view 判断该行记录对于当前事务不可见时，就可以通过 DATA_ROLL_PTR 从 undo log 找到之前的数据记录，再次进行判断， 直到数据为空或可见。

• RC && RR : 对于 RC 级别来说，我们只需要在每次只需 SELECT 语句是创建 read view 就可以知道已提交的事务列表，从而达到读 已提交 的要求。

  对于 RR 级别来说，就只能在事务开始之前创建 read view，在创建事务后提交的数据对于当前事务来说都是不可见的。

结语

总的来说，MVCC 理解起来并不是很难，实现中，通过在 RC 和 RR 两种隔离级别下使用不同的 READ VIEW 的创建策略就满足了两个隔离级别的要求也是很巧妙的。

但是在对比网上和书上的描述时，发现有些地方是不一样的，有可能是书太旧了的原因，毕竟 13 年的书了……

因为准备春招的原因博客断更一个月，感觉手又生了，完成这篇博客的过程中就各种不适应<(＿　＿)>

参考链接

• MySQL-InnoDB-MVCC 多版本并发控制 - 编程空间 - SegmentFault 思否
• 一次大量删除导致 MySQL 慢查的分析