MVCC的实现机制

一时失言乱红尘 2024-04-19 00:07 0阅读 0赞

# 首先了解下事务 #

**一、事务的基本要素（ACID）**

**　　****1、原子性（Atomicity）：事务开始后所有操作，要么全部做完，要么全部不做，不可能停滞在中间环节。事务执行过程中出错，会回滚到事务开始前的状态，所有的操作就像没有发生一样。也就是说事务是一个不可分割的整体，就像化学中学过的原子，是物质构成的基本单位。**

**　　 ****2、一致性（Consistency）：事务开始前和结束后，数据库的完整性约束没有被破坏 。比如A向B转账，不可能A扣了钱，B却没收到。**

**　　 3、隔离性（Isolation）：同一时间，只允许一个事务请求同一数据，不同的事务之间彼此没有任何干扰。比如A正在从一张银行卡中取钱，在A取钱的过程结束前，B不能向这张卡转账。**

**　　 4、持久性（Durability）：事务完成后，事务对数据库的所有更新将被保存到数据库，不能回滚。**

**二、事务的并发问题**

**　　1、脏读：事务A读取了事务B更新的数据，然后B回滚操作，那么A读取到的数据是脏数据**

**　　2、不可重复读：事务 A 多次读取同一数据，事务 B 在事务A多次读取的过程中，对数据作了更新并提交，导致事务A多次读取同一数据时，结果 不一致。**

**　　3、幻读：系统管理员A将数据库中所有学生的成绩从具体分数改为ABCDE等级，但是系统管理员B就在这个时候插入了一条具体分数的记录，当系统管理员A改结束后发现还有一条记录没有改过来，就好像发生了幻觉一样，这就叫幻读。**

**　　小结：不可重复读的和幻读很容易混淆，不可重复读侧重于修改，幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行，解决幻读需要锁表**

三、MySQL事务隔离级别

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>事务隔离级别</td> 
   <td>脏读</td> 
   <td>不可重复读</td> 
   <td>幻读</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

读未提交（read-uncommitted）                                     是                                            是                                              是 不可重复读（read-committed）                                      否                                           是                                              是 可重复读（repeatable-read）                                         否                                           否                                              是 串行化（serializable）                                                    否                                           否                                              否

mysql默认的事务隔离级别为repeatable-read

![1183794-20170615222358540-978383734.png][]

**补充：**

**　　1、事务隔离级别为读提交时，写数据只会锁住相应的行**

**　　2、事务隔离级别为可重复读时，如果检索条件有索引（包括主键索引）的时候，默认加锁方式是next-key 锁；如果检索条件没有索引，更新数据时会锁住整张表。一个间隙被事务加了锁，其他事务是不能在这个间隙插入记录的，这样可以防止幻读。**

**　　3、事务隔离级别为串行化时，读写数据都会锁住整张表**

**　　 4、隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。**

**　　 5、关于next-key 锁可以参考链接：[https://blog.csdn.net/bigtree\_3721/article/details/73731377][https_blog.csdn.net_bigtree_3721_article_details_73731377]**

\*\*

# MVCC实现机制 #

\*\*

MVCC(Mutil-Version Concurrency Control)，就是多版本并发控制。MVCC 是一种并发控制的方法，一般在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问。

在Mysql的InnoDB引擎中就是指在已提交读(READ COMMITTD)和可重复读(REPEATABLE READ)这两种隔离级别下的事务对于SELECT操作会访问版本链中的记录的过程。

这就使得别的事务可以修改这条记录，反正每次修改都会在版本链中记录。SELECT可以去版本链中拿记录，这就实现了读-写，写-读的并发执行，提升了系统的性能。

我们来具体看看是如何实现的。

版本链

我们先来理解一下版本链的概念。在InnoDB引擎表中，它的聚簇索引记录中有两个必要的隐藏列：

trx\_id这个id用来存储的每次对某条聚簇索引记录进行修改的时候的事务id。

roll\_pointer每次对哪条聚簇索引记录有修改的时候，都会把老版本写入undo日志中。这个roll\_pointer就是存了一个指针，它指向这条聚簇索引记录的上一个版本的位置，通过它来获得上一个版本的记录信息。(注意插入操作的undo日志没有这个属性，因为它没有老版本)

![20190914194719619.jpg][]

比如现在有个事务id是60的执行的这条记录的修改语句

![20190914194858919.jpg][]

此时在undo日志中就存在版本链

![20190914195018261.jpg][]

ReadView

说了版本链我们再来看看ReadView。已提交读和可重复读的区别就在于它们生成ReadView的策略不同。

ReadView中主要就是有个列表来存储我们系统中当前活跃着的读写事务，也就是begin了还未提交的事务。通过这个列表来判断记录的某个版本是否对当前事务可见。假设当前列表里的事务id为\[80,100\]。

如果你要访问的记录版本的事务id为50，比当前列表最小的id80小，那说明这个事务在之前就提交了，所以对当前活动的事务来说是可访问的。如果你要访问的记录版本的事务id为70,发现此事务在列表id最大值和最小值之间，那就再判断一下是否在列表内，如果在那就说明此事务还未提交，所以版本不能被访问。如果不在那说明事务已经提交，所以版本可以被访问。如果你要访问的记录版本的事务id为110，那比事务列表最大id100都大，那说明这个版本是在ReadView生成之后才发生的，所以不能被访问。这些记录都是去版本链里面找的，先找最近记录，如果最近这一条记录事务id不符合条件，不可见的话，再去找上一个版本再比较当前事务的id和这个版本事务id看能不能访问，以此类推直到返回可见的版本或者结束。

举个例子 ，在已提交读隔离级别下：

比如此时有一个事务id为100的事务，修改了name,使得的name等于小明2，但是事务还没提交。则此时的版本链是

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIyMDQ5Nzcz_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

那此时另一个事务发起了select 语句要查询id为1的记录，那此时生成的ReadView 列表只有\[100\]。那就去版本链去找了，首先肯定找最近的一条，发现trx\_id是100,也就是name为小明2的那条记录，发现在列表内，所以不能访问。

这时候就通过指针继续找下一条，name为小明1的记录，发现trx\_id是60，小于列表中的最小id,所以可以访问，直接访问结果为小明1。

那这时候我们把事务id为100的事务提交了，并且新建了一个事务id为110也修改id为1的记录，并且不提交事务

![20190914195241129.jpg][]

这时候版本链就是

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIyMDQ5Nzcz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

这时候之前那个select事务又执行了一次查询,要查询id为1的记录。

这个时候关键的地方来了

如果你是已提交读隔离级别，这时候你会重新一个ReadView，那你的活动事务列表中的值就变了，变成了\[110\]。

按照上的说法，你去版本链通过trx\_id对比查找到合适的结果就是小明2。

如果你是可重复读隔离级别，这时候你的ReadView还是第一次select时候生成的ReadView,也就是列表的值还是\[100\]。所以select的结果是小明1。所以第二次select结果和第一次一样，所以叫可重复读！

也就是说已提交读隔离级别下的事务在每次查询的开始都会生成一个独立的ReadView,而可重复读隔离级别则在第一次读的时候生成一个ReadView，之后的读都复用之前的ReadView。

这就是Mysql的MVCC,通过版本链，实现多版本，可并发读-写，写-读。通过ReadView生成策略的不同实现不同的隔离级别。

如有错误欢迎指正！

[1183794-20170615222358540-978383734.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/36d5d65e01cf4c4e81ae9bb3cc95c89e.png
[https_blog.csdn.net_bigtree_3721_article_details_73731377]: https://blog.csdn.net/bigtree_3721/article/details/73731377
[20190914194719619.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/fd76d56f3c724b77b3000ecf614a59e8.jpg
[20190914194858919.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/0fa1a72e69fc43cf9e9987b76fb3ff15.jpg
[20190914195018261.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/693c235858f04fa5ad39f3ead091cf2e.jpg
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIyMDQ5Nzcz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/83f3857be74d4ef6bae4590bb5a9aed1.jpg
[20190914195241129.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/402a16c4dd8248839e6f05444bf1898f.jpg
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIyMDQ5Nzcz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/b9dd9bc593484969810d2c1766dd99c0.jpg