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MySQL12-MVCC多版本并发控制
2023-06-30
2023-11-25

基本概念#

  • 当前读

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。对于我们日常的操作,如 … lock in share mode(共享锁),select … for update、update、insert、delete(排他锁)都是一种当前读。

  • 快照读

简单的select(不加锁)就是快照读,快照读,读取的是记录数据的可见版本,有可能是历史数据,不加锁,是非阻塞读。

1.Read Committed:每次select,都生成一个快照读。

2.Repeatable Read:开启事务后第一个select语句才是快照读的地方。

3.erializable:快照读会退化为当前读。

  • MVCC

全称Multi-Version Concurrency Control,多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本,使得读写操作没有冲突,快照读为My5QL实现MVCC提供了一个非阻塞读功能。MVCC的具体实现,还需要依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undo log日志、readview.

实现原理#

  • 记录中的隐式字段
隐式字段含义
DB_TRX_ID(database transaction id)最近修改事务ID,记录插入这条记录或最后一次修改该记录的事务ID。
DB_ROLL_PTR(database rollback pointer)回滚指针,指向这条记录的上一个版本,用于配合undo log,指向上一个版本。
DB_ROW_ID(dataabse row id)隐藏主键,如果表结构没有指定主键,将会生成该隐藏字段。

可以使用以下命令查看表空间信息

Terminal window
ibd2sdi xxx.ibd
  • undo log

回滚日志,在insert、update、delete的时候产生的便于数据回滚的日志。

当insert的时候,产生的undo log日志只在回滚时需要,在事务提交后,可被立即删除。

而update、delete的时候,产生的undo log日志不仅在回滚时需要,在快照读时也需要,不会立即被删除。

通过回滚指针和 undo 重建更早版本,再判断快照可见性

原理示意:记录上的修改事务标识和回滚指针把当前状态与撤销信息联系起来。快照读若发现当前版本不可见,就沿撤销信息重建更早版本,直到找到可见记录或确认不存在。图中的事务号与状态值都只是示例;更新、删除的撤销信息可能在提交后仍被旧快照需要,不能立即全部清除。

  • readview

ReadView(读视图)是快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据,记录并维护系统当前活跃的事务(未提交的) id。

ReadView中包含了四个核心字段:

字段含义
m_ids当前活跃的事务ID集合
min_trx_id最小活跃事务ID
max_trx_id预分配事务ID,当前最大事务ID+1(因为事务ID是自增的)
creator_trx_idReadView创建者的事务ID

ReadView 的自身事务、事务上界与活跃集合可见性规则

原理示意:先判断是否为自身修改,再比较版本修改事务号与快照边界。处于中间区间的版本,还要检查修改事务是否在创建快照时的活跃集合中,不能只按事务号大小判断。读已提交级别每次一致性读建立新视图,可重复读通常首次建立后复用;不可见时继续沿撤销链查找,而锁定读不按旧快照选版本。

==不同的隔离级别,生成ReadView的时机不同:
READ COMMITTED:在事务中每一次执行快照读时生成ReadView,
REPEATABLE READ:仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView,后续复用该ReadView.==

  • RC
  • RR