轻松理解MYSQL MVCC 实现机制

淩亂°似流年 2022-05-30 00:11 193阅读 0赞

## MVCC简介 ##

#### 什么是MVCC ####

MVCC是一种多版本并发控制机制。

#### MVCC是为了解决什么问题? ####

*  大多数的MYSQL事务型存储引擎,如,InnoDB，Falcon以及PBXT都不使用一种简单的行锁机制.事实上,他们都和MVCC–多版本并发控制来一起使用。
 *  大家都应该知道,锁机制可以控制并发操作,但是其系统开销较大,而MVCC可以在大多数情况下代替行级锁,使用MVCC,能降低其系统开销.

#### MVCC实现 ####

MVCC是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的. 不同存储引擎的MVCC. 不同存储引擎的MVCC实现是不同的,典型的有乐观并发控制和悲观并发控制。

## MVCC 具体实现分析 ##

下面,我们通过InnoDB的MVCC实现来分析MVCC使怎样进行并发控制的.  
InnoDB的MVCC,是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的,这两个列，分别保存了这个行的创建时间，一个保存的是行的删除时间。这里存储的并不是实际的时间值,而是系统版本号(可以理解为事务的ID)，没开始一个新的事务，系统版本号就会自动递增，事务开始时刻的系统版本号会作为事务的ID.下面看一下在REPEATABLE READ隔离级别下,MVCC具体是如何操作的。

#### 简单的小例子 ####

create table yang( id int primary key auto_increment, name varchar(20));

假设系统的版本号从1开始。

###### INSERT ######

InnoDB为新插入的每一行保存当前系统版本号作为版本号  
第一个事务ID为1

start transaction;
    insert into yang values(NULL,'yang') ;
    insert into yang values(NULL,'long');
    insert into yang values(NULL,'fei');
    commit;

对应在数据中的表如下(后面两列是隐藏列,我们通过查询语句并看不到)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>id</th> 
   <th>name</th> 
   <th>创建时间(事务ID)</th> 
   <th>删除时间(事务ID)</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>yang</td> 
   <td>1</td> 
   <td>undefined</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>long</td> 
   <td>1</td> 
   <td>undefined</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>fei</td> 
   <td>1</td> 
   <td>undefined</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

###### SELECT ######

InnoDB会根据以下两个条件检查每行记录:  
a.InnoDB只会查找版本早于当前事务版本的数据行(也就是,行的系统版本号小于或等于事务的系统版本号)，这样可以确保事务读取的行，要么是在事务开始前已经存在的，要么是事务自身插入或者修改过的.  
b.行的删除版本要么未定义,要么大于当前事务版本号,这可以确保事务读取到的行，在事务开始之前未被删除.  
只有a,b同时满足的记录，才能返回作为查询结果.

###### DELETE ######

InnoDB会为删除的每一行保存当前系统的版本号(事务的ID)作为删除标识.  
看下面的具体例子分析:  
第二个事务,ID为2;

start transaction;
    select * from yang;  //(1)
    select * from yang;  //(2)
    commit;

假设1  
假设在执行这个事务ID为2的过程中,刚执行到(1),这时,有另一个事务ID为3往这个表里插入了一条数据;  
第三个事务ID为3;

start transaction;
    insert into yang values(NULL,'tian');
    commit;

这时表中的数据如下:

然后接着执行事务2中的(2),由于id=4的数据的创建时间(事务ID为3),执行当前事务的ID为2,而InnoDB只会查找事务ID小于等于当前事务ID的数据行,所以id=4的数据行并不会在执行事务2中的(2)被检索出来,在事务2中的两条select 语句检索出来的数据都只会下表:

假设2  
假设在执行这个事务ID为2的过程中,刚执行到(1),假设事务执行完事务3后，接着又执行了事务4;  
第四个事务:

start transaction;  
    delete from yang where id=1;
    commit;

此时数据库中的表如下:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>id</th> 
   <th>name</th> 
   <th>创建时间(事务ID)</th> 
   <th>删除时间(事务ID)</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>yang</td> 
   <td>1</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>long</td> 
   <td>1</td> 
   <td>undefined</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>fei</td> 
   <td>1</td> 
   <td>undefined</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>tian</td> 
   <td>3</td> 
   <td>undefined</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

接着执行事务ID为2的事务(2),根据SELECT 检索条件可以知道,它会检索创建时间(创建事务的ID)小于当前事务ID的行和删除时间(删除事务的ID)大于当前事务的行,而id=4的行上面已经说过,而id=1的行由于删除时间(删除事务的ID)大于当前事务的ID,所以事务2的(2)select \* from yang也会把id=1的数据检索出来.所以,事务2中的两条select 语句检索出来的数据都如下:

###### UPDATE ######

InnoDB执行UPDATE，实际上是新插入了一行记录，并保存其创建时间为当前事务的ID，同时保存当前事务ID到要UPDATE的行的删除时间.

假设3

假设在执行完事务2的(1)后又执行,其它用户执行了事务3,4,这时，又有一个用户对这张表执行了UPDATE操作:  
第5个事务:

start transaction;
    update yang set name='Long' where id=2;
    commit;

根据update的更新原则:会生成新的一行,并在原来要修改的列的删除时间列上添加本事务ID,得到表如下:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>id</th> 
   <th>name</th> 
   <th>创建时间(事务ID)</th> 
   <th>删除时间(事务ID)</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>yang</td> 
   <td>1</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>long</td> 
   <td>1</td> 
   <td>5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>fei</td> 
   <td>1</td> 
   <td>undefined</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>tian</td> 
   <td>3</td> 
   <td>undefined</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>long</td> 
   <td>5</td> 
   <td>undefined</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

继续执行事务2的(2),根据select 语句的检索条件,得到下表:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>id</th> 
   <th>name</th> 
   <th>创建时间(事务ID)</th> 
   <th>删除时间(事务ID)</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>yang</td> 
   <td>1</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>long</td> 
   <td>1</td> 
   <td>5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>fei</td> 
   <td>1</td> 
   <td>undefined</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

还是和事务2中(1)select 得到相同的结果.