深入理解mysql多版本并发控制(mvcc)

MVCC

Multi-Version Concurrency Control 多版本并发控制,MVCC 是一种并发控制的方法.在innodb中你可以把MVCC看成行锁的一种妥协,它在许多情况下避免了使用锁,同时可以提供更小的开销。根据实现的不同,它可以允许非阻塞式读,在写操作进行时只锁定必要的记录。

 InnoDB多版本控制

InnoDB的一致性的非锁定读是通过MVCC实现的,Mysql的大多数事务型存储引擎实现的都不是简单的行级锁。基于提升并发性能的考虑,它们一般都同时实现了多版本并发控制(MVCC)。MVCC的实现,是通过保存数据在某一个时间点的快照来实现的。因此每一个事务无论执行多长时间看到的数据,都是一样的。

快照读

select语句默认,不加锁,MVCC实现可重复读,使用的是MVCC机制读取undo中的已经提交的数据。所以它的读取是非阻塞的

当前读:select语句加S锁或X锁;所有的修改操作加X锁,在select for update 的时候,才是当地前读。

RR隔离级别下的快照读,不是以begin开始的时间点作为snapshot建立时间点,而是以第一条select语句的时间点作为snapshot建立的时间点。

innodb中MVCC实现原理

InnoDB是一个 多版本的存储引擎:它保存有关已更改行的旧版本的信息,以支持并发和回滚等事务功能 。此信息存储在表空间中称为 回滚段的数据结构中(在Oracle中的类似数据结构之后)。InnoDB 使用回滚段中的信息来执行事务回滚中所需的撤消操作。它还使用该信息构建行的早期版本以进行 一致读取。参见文档

在介绍MVCC实现原理之前首先普及一下,innodb会为我们建的每一张表添加三个隐藏列,具体如下。参见官方文档.

db_row_id:行ID,用来生成默认聚簇索引(聚簇索引,保存的数据在物理磁盘中按顺序保存,这样相关数据保存在一起,提高查询速度).此外,删除在innodb内部被视为更新,innodb会把行中的特殊位设置标记为已删除。

db_trx_id:事务ID,新开始一个事务时生成,实例内全局唯一

db_roll_ptr:undo log指针,指向对应记录当前的undo log

innodb的MVCC就是借助db_roll_ptr,db_trx_id和删除标记实现的.innodb将多个版本的数据存放在undo日志中.结构如下


mvcc的操作方式

insert

当我们向数据库中插入一条数据时innodb会为这一行数据加上一个版本号,这个版本号记录的就是当前事务的ID.具体做法是将当前事务ID写入db_trx_id,将 db_roll_ptr设置为空

delete

当我们删除一条数据时在innodb中会被视为对数据的更新,innodb会先去比较db_trx_id与当前事务ID的大小关系,如果db_trx_id<=当前事务ID则可以删除.在innodb执行删除操作的时候innodb将db_trx_id的值改为当前事务的ID并对删除标志位进行设置.同时将undo log指针写入db_roll_ptr

update

对于update操作innodb将update操作转化为delete和insert操作.具体过程如上.

select

当我们要从数据库中查询一条数据的时候,innodb会取出满足查询条件的并且db_trx_id<当前事物ID的数据.

MVCC实现可重复读

可重复读(RR):在一个事务内同一快照读执行任意次数,得到的数据一致;且只能读到第一次执行前已经提交的数据或本事务内更改的数据

原理:对符合查询条件的记录进行可见性判断(上文的select操作方式)

缺点: 可能出现幻读

注意:MVCC 只对事务隔离级别RC,RR有效.


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