【Mysql】一篇文章理清事务隔离级别实现原理MVCC

目录

0.事务隔离级别

1.MVCC

2.版本控制算法

2.1 select 查询数据伪代码

2.2 可见性算法

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0.事务隔离级别

我们都知道mysql innodb引擎支持事务，为了兼顾事务并发时之间的隔离性（ACID）和性能，提供了以下4种隔离级别及其对应的问题：

隔离级别	问题&优势	问题解释
读未提交	脏、不可重复、幻读 性能最高	脏读：事务A读取事务B改写但未提交的数据，如果回滚，则读到无效数据。 不可重复读：事务A多次读取同一数据返回的结果不同 (update) 幻读：事务A读取几行记录后，事务B插入(insert)一些记录。后来的查询中，事务A发现有些原来没有的记录。
读已提交	不可重复、幻读 性能较高
可重复读 REPEATABLE-READ	幻读 性能平衡 默认选择
串行	null 依次执行，不会并发 性能差

那这4中隔离级别是如何实现的呢？

很显然读未提交，innodb引擎啥也没干，所有事务都是读取数据最新的记录

而串行化也很好理解，就是不允许并发了，加锁互斥访问即可，同一数据同时刻仅能被一个事务修改，也不会有以上问题

中间的两种读已提交和可重复读是用的MVCC多版本并发控制来实现的，在保证并发的数据安全问题，也提升了读写线程的活跃性。具体的下面详解～

1.MVCC

• MVCC （Mutil-Version Concurrency Control，多版本并发控制），多个事务并发进行时，对于每行每个事务有自己的Read View版本，这样就无需给行加读锁，就不会阻塞写操作，以获得更大的并发度。
• 多版本，一条记录存在这多个版本，某时刻最新的版本存储在数据页上，历史版本存储在undo log回滚段中，每行数据和历史版本有隐藏列DATA_TRX_ID和DATA_ROLL_PTR和旧数据。

DATA_TRX_ID表示更新这个版本的事务id（版本号）；

DATA_ROLL_PTR指向上个版本，构成版本链。

 

• trx_id事务id，每个事务begin开始时获取的全局唯一的连续递增的序列号（也称为版本号）
• Read View 视图，每个事务（RR，可重复读）或每条语句（RC，读已提交）会在开始时创建的结构体，用于版本可见性控制。包含

creator_trx_id	当前事务id
up_limit_id	活跃的最小事务id
low_limit_id	活跃的最大事务id
trx_ids	活跃事务列表

2.版本控制算法

• time1:开启事务，扫描事务链表trx_sys（当前活跃的事务），选取事务id构建Read View

creator_trx_id	当前事务id
up_limit_id	活跃的最小事务id
low_limit_id	活跃的最大事务id
trx_ids	活跃事务列表

• time 2: select 查询数据 ，从数据页的数据行（版本链的head版本）开始遍历，如果该版本可见（比较版本号和ReadView）返回，如果不可见走到下一跳（上个版本）。
• times：可见？ 比较版本的DATA_TRX_ID和up_limit_id、low_limit_id，判断DATA_TRX_ID在不在trx_ids列表中，得出结论当前事务能否看见这个版本。

2.1 select 查询数据伪代码

select(row, readView){
    node = row //数据页行记录
    while(node.roll_ptr!=null 
            && canSee(node.trx_id, readView)) { // 顺着版本链找到最新的可见的版本
        node = *roll_ptr
    }
    return node.oldVal // 版本值
}

2.2 可见性算法

如下图，每个箭头表示一个事务的开始和提交，按照时间顺序从上到下

事务A在当前事务R开始之前 提交 可见 事务B在当前事务R开始之后才 开始 不可见 事务C在当前事务R开始之前开始，但在检查可见之前提交，根据事务隔离级别有不同的可见性 RR 可重复读，不可见 RC 读已提交， 可见

canSee(trx_id, readView){
    if(trx_id < readView.up_limit_id) //这些数据在事务创建id的时都已经提交
        return true; 	
    if(trx_id >= readView.low_limit_id) //该事务在当前事务开始后开始
        return false
    if(up_limit_idtrx_ids.contains(trx_id))
                return false //修改当前版本的事务还活跃，未提交，不可见
            else{
                return true // 该事务已提交，RC可读
            }
        }
    }
}