MVCC 原理

事务的4个隔离级别

  • 读未提交
  • 读已提交
  • 可重复读
  • 串行化
  • 什么是脏读

简单说,读了一条未提交的数据

  • 什么是不可重复读?

一个事务读取了另外一个事务修改后记录 强调的是 update 和delete ,只需要锁住满足条件的记录即可

  • 什么是幻读

一个事务读取了另外一个事务插入的数据,强调的是 insert ,要锁住满足条件及相近的记录。

可重复读(Repeatable Read),当使用可重复读隔离级别时,在事务执行期间会锁定该事务以任何方式引用的所有行。因此,如果在同一个事务中发出同一个SELECT语句两次或更多次,那么产生的结果数据集总是相同的

MVCC 用来解决什么问题?

一般解决不可重复读和幻读问题,是采用锁机制实现,有没有一种乐观锁的问题去处理,可以采用 MVCC 机制的设计,可以用来解决这个问题。取代行锁,降低系统开销。

MVCC 是啥?

MYSQL 中默认的隔离级别是可重复读,可解决脏读和不可重复读的问题。但是不能解决幻读的问题。 Oracle 默认的是Read Commit 读已提交,可以避免脏读的问题。

MVCC 的英文全称是 Multiversion Concurrency Control ,中文意思是多版本并发控制技术。原理是,通过数据行的多个版本管理来实现数据库的并发控制,简单来说就是保存数据的历史版本。可以通过比较版本号决定数据是否显示出来。读取数据的时候不需要加锁可以保证事务的隔离效果

MVCC 可以解决什么问题?

读写之间阻塞的问题,通过 MVCC 可以让读写互相不阻塞,读不相互阻塞,写不阻塞读,这样可以提升数据并发处理能力。
降低了死锁的概率,这个是因为 MVCC 采用了乐观锁的方式,读取数据时,不需要加锁,写操作,只需要锁定必要的行。
解决了一致性读的问题,当我们朝向某个数据库在时间点的快照是,只能看到这个时间点之前事务提交更新的结果,不能看到时间点之后事务提交的更新结果。

什么是快照读?

快照读,读取的是快照数据,不加锁的简单 Select 都属于快照读.

SELECT * FROM player WHERE ...

什么是当前读?

当前读就是读的是最新数据,而不是历史的数据,加锁的 SELECT,或者对数据进行增删改都会进行当前读。

SELECT * FROM player LOCK IN SHARE MODE;
SELECT FROM player FOR UPDATE;
INSERT INTO player values ...
DELETE FROM player WHERE ...
UPDATE player SET ...

InnoDB 的 MVCC 是如何实现的?

InnoDB 是如何存储记录多个版本的?这些数据是 事务版本号,行记录中的隐藏列和Undo Log。

事务版本号

每开启一个日志,都会从数据库中获得一个事务ID(也称为事务版本号),这个事务 ID 是自增的,通过 ID 大小,可以判断事务的时间顺序。

行记录的隐藏列

  1. row_id :隐藏的行 ID ,用来生成默认的聚集索引。如果创建数据表时没指定聚集索引,这时 InnoDB 就会用这个隐藏 ID 来创建聚集索引。采用聚集索引的方式可以提升数据的查找效率。
  2. trx_id: 操作这个数据事务 ID ,也就是最后一个对数据插入或者更新的事务 ID 。
  3. roll_ptr:回滚指针,指向这个记录的 Undo Log 信息。
image

数据行通过快照记录都通过链表的结构的串联了起来,每个快照都保存了 trx_id 事务ID,如果要找到历史快照,就可以通过遍历回滚指针的方式进行查找。

Undo Log

InnoDB 将行记录快照保存在 Undo Log 里。

Read View 是啥?

如果一个事务要查询行记录,需要读取哪个版本的行记录呢? Read View 就是来解决这个问题的。Read View 可以帮助我们解决可见性问题。 Read View 保存了当前事务开启时所有活跃的事务列表。换个角度,可以理解为: Read View 保存了不应该让这个事务看到的其他事务 ID 列表

  1. trx_ids 系统当前正在活跃的事务ID集合。
  2. low_limit_id ,活跃事务的最大的事务 ID。
  3. up_limit_id 活跃的事务中最小的事务 ID。
  4. creator_trx_id,创建这个 ReadView 的事务ID。

ReadView

如果当前事务的 creator_trx_id 想要读取某个行记录,这个行记录ID 的trx_id ,这样会有以下的情况:

  • 如果 trx_id < 活跃的最小事务ID(up_limit_id),也就是说这个行记录在这些活跃的事务创建前就已经提交了,那么这个行记录对当前事务是可见的。
  • 如果trx_id > 活跃的最大事务ID(low_limit_id),这个说明行记录在这些活跃的事务之后才创建,说明这个行记录对当前事务是不可见的。
  • 如果 up_limit_id < trx_id <low_limit_id,说明该记录需要在 trx_ids 集合中,可能还处于活跃状态,因此我们需要在 trx_ids 集合中遍历 ,如果trx_id 存在于 trx_ids 集合中,证明这个事务 trx_id 还处于活跃状态,不可见,否则 ,trx_id 不存在于 trx_ids 集合中,说明事务trx_id 已经提交了,这行记录是可见的。

如何查询一条记录

  1. 获取事务自己的版本号,即 事务ID
  2. 获取 Read View
  3. 查询得到的数据,然后 Read View 中的事务版本号进行比较。
  4. 如果不符合 ReadView 规则, 那么就需要 UndoLog 中历史快照;
  5. 最后返回符合规则的数据

InnoDB 实现多版本控制 (MVCC)是通过 ReadView+ UndoLog 实现的,UndoLog 保存了历史快照,ReadView 规则帮助判断当前版本的数据是否可见

总结

  1. 如果事务隔离级别是 ReadCommit ,一个事务的每一次 Select 都会去查一次ReadView ,每次查询的Read View 不同,就可能会造成不可重复读或者幻读的情况。
  2. 如果事务的隔离级别是可重读,为了避免不可重读读,一个事务只在第一次 Select 的时候会获取一次Read View ,然后后面索引的Select 会复用这个 ReadView.
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,386评论 6 479
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,939评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,851评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,953评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,971评论 5 369
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,784评论 1 283
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,126评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,765评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,148评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,744评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,858评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,479评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,080评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,053评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,278评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,245评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,590评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • MVCC mvcc 指的是一种提高并发的技术。最早的数据库系统,只有读读之间可以并发,读写,写读,写写都要阻塞。引...
    我还是老油条阅读 606评论 0 1
  • 事务定义及四大特性事务是什么?就是用户定义的一系列数据库操作,这些操作可以视为一个完成的逻辑处理工作单元,要么全部...
    叶叶阿姨阅读 193评论 0 0
  • 目录 背景 前提回顾什么是MVCC什么是当前读和快照读当前读,快照读和MVCC关系MVCC,乐观锁,悲观锁关系 M...
    迈莫coding阅读 1,246评论 0 1
  • 一、概述 MVCC: Multi-Version Concurrency Control 多版本并发控制本质上是一...
    高斯滤波函数阅读 387评论 0 1
  • 什么是 MVCC MVCC (Multiversion Concurrency Control) 中文全程叫多版本...
    AnyL8023阅读 487评论 0 0