MySql聊聊MVCC


什么是 MVCC

MVCC,全称 Multi-Version Concurrency Control ,即多版本并发控制。MVCC 是一种并发控制的方法

MVCC 在 MySQL InnoDB 中的实现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

什么是当前读和快照读?

  • 当前读 像 select lock in share mode (共享锁), select for update; update; insert; delete (排他锁)这些操作都是一种当前读,为什么叫当前读?就是它读取的是记录的最新版本,读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录,会对读取的记录进行加锁

  • 快照读 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多版本并发控制,即 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

说白了 MVCC 就是为了实现读-写冲突不加锁,而这个读指的就是快照读, 而非当前读,当前读实际上是一种加锁的操作,是悲观锁的实现

MVCC 能解决什么问题,好处是?

数据库并发场景有三种,分别为:

读-读:不存在任何问题,也不需要并发控制 读-写:有线程安全问题,可能会造成事务隔离性问题,可能遇到脏读,幻读,不可重复读 写-写:有线程安全问题,可能会存在更新丢失问题,比如第一类更新丢失,第二类更新丢失

多版本并发控制(MVCC)是一种用来解决读-写冲突的无锁并发控制,也就是为事务分配单向增长的时间戳,为每个修改保存一个版本,版本与事务时间戳关联,读操作只读该事务开始前的数据库的快照。 所以 MVCC 可以为数据库解决以下问题

  • 在并发读写数据库时,可以做到在读操作时不用阻塞写操作,写操作也不用阻塞读操作,提高了数据库并发读写的性能
  • 同时还可以解决脏读,幻读,不可重复读等事务隔离问题,但不能解决更新丢失问题

MVCC 的实现原理

的实现原理主要是依赖记录中的 - 3个隐式字段 - undo日志 - Read View

隐式字段

  1. DB_TRX_ID 6 byte,最近修改(修改/插入)事务 ID:记录创建这条记录/最后一次修改该记录的事务 ID
  2. DB_ROLL_PTR 7 byte,回滚指针,指向这条记录的上一个版本(存储于 rollback segment 里)
  3. 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

undo日志

undo log 实际上就是存在 rollback segment 中旧记录链,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

Read View 读视图

在该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)

可见性规则

InnoDB 为每个事务构造了一个数组,用来保存这个事务启动瞬间,当前正在活跃的所有事务ID(活跃 指的就是,启动了但还没提交) 数组里面事务 ID 的最小值记为低水位 系统里面已经创建过的事务 ID 的最大值加 1 记为高水位 视图数组和高水位,就组成了当前事务的一致性视图(read-view)

一个数据版本的 row trx_id 如果落在绿色部分,这个数据是可见的 一个数据版本的 row trx_id 如果落在红色部分,是不可见的 一个数据版本的 row trx_id 如果落在黄色部分,包括两种情况 若 row trx_id 在数组中,表示这个版本是由还没提交的事务生成的,不可见 若 row trx_id 不在数组中,表示这个版本是已经提交了的事务生成的,可见

RC , RR 级别下的 InnoDB 快照读有什么不同?

RC 隔离级别下,是每个快照读都会生成并获取最新的 Read View;而在 RR 隔离级别下,则是同一个事务中的第一个快照读才会创建 Read View, 之后的快照读获取的都是同一个 Read View。

  • 作者:低调做个路人 (扫码联系作者)
  • 发表时间:2022-03-20 14:26:45
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