mysql多版本控制-MVCC

缺乏、安全感 2022-04-13 07:44 363阅读 0赞

# 一、定义 #

**多版本控制**: 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。引入多版本之后，只有写写之间相互阻塞，其他三种操作都可以并行，这样大幅度提高了InnoDB的并发度。在内部实现中，与Postgres在数据行上实现多版本不同，InnoDB是在undolog中实现的，通过undolog可以找回数据的历史版本。找回的数据历史版本可以提供给用户读(按照隔离级别的定义，有些读请求只能看到比较老的数据版本)，也可以在回滚的时候覆盖数据页上的数据。在InnoDB内部中，会记录一个全局的活跃读写事务数组，其主要用来判断事务的可见性。

## 二、数据库多版本读场景 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>session 1</th> 
   <th>session 2</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>select a from test; return a = 10</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>start transaction;</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>update test set a = 20;</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>start transaction;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>select a from test; return ?</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>commit;</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>select a from test; return ?</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

我们看下上面这个数据库日常操作的例子。

*  session 1修改了一条记录，没有提交；与此同时，session 2 来查询这条记录，这时候返回记录应该是多少呢？
 *  session 1 提交之后 session 2 查询出来的又应该是多少呢？

由于MySQL支持多种隔离级别，这个问题是需要看session2的事务隔离级别的，情况如下:

*  隔离级别为 READ-UNCOMMITTED 情况下:   
    session 1 commit前后 session 2 去查看都会看到的是修改后的结果 a = 20
 *  隔离级别为 READ-COMMITTED 情况下:   
    session 1 commit 前查看到的还是 a =10 , commit之后看到的是 a = 20
 *  隔离级别为 REPEATABLE-READ， SERIALIZABLE 情况下:   
    session 1 commit前后 session 2 去查看都会看到的是修改后的结果 a = 10

其实不管隔离级别，我们也抛开数据库中的ACID，我们思考一个问题：众所周知，InnoDB的数据都是存储在B-tree里面的，修改后的数据到底要不要存储在实际的B-tree叶子节点，session2是怎么做到查询出来的结果还是10，而不是20列？

## 三、MVCC实现原理 ##

上述现象在数据库中大家经常看到，但是数据库到底是怎么实现的，深究的人就不多了。   
其实原理很简单，数据库就是通过UNDO和MVCC来实现的。

通过DB\_ROLL\_PT 回溯查找数据历史版本

*  首先InnoDB每一行数据还有一个DB\_ROLL\_PT的回滚指针，用于指向该行修改前的上一个历史版本   
    ![1][]  
    当插入的是一条新数据时，记录上对应的回滚段指针为NULL

![1 1][]  
更新记录时，原记录将被放入到undo表空间中，并通过DB\_ROLL\_PT指向该记录。session2查询返回的未修改数据就是从这个undo中返回的。MySQL就是根据记录上的回滚段指针及事务ID判断记录是否可见，如果不可见继续按照DB\_ROLL\_PT继续回溯查找。

通过read view判断行记录是否可见

Read View的数据结构，它有三个部分：

*  当前活跃的事务列表
 *  Tmin ，就是活跃事务的最小值
 *  Tmax, 是系统中最大事务ID（不管事务是否提交）

具体的判断流程如下:

*  RR隔离级别下，在每个事务开始的时候，会将当前系统中的所有的活跃事务拷贝到一个列表中(read view)
 *  RC隔离级别下，在每个语句开始的时候，会将当前系统中的所有的活跃事务拷贝到一个列表中(read view)   
    并按照以下逻辑判断事务的可见性。   
    ![1 2][]

## 四、MVCC解决了什么问题 ##

*  MVCC使得数据库读不会对数据加锁，select不会加锁，提高了数据库的并发处理能力
 *  借助MVCC，数据库可以实现RC，RR等隔离级别，用户可以查看当前数据的前一个或者前几个历史版本。保证了ACID中的I-隔离性。

参考：

[https://juejin.im/entry/58f86815ac502e00638e1c97][https_juejin.im_entry_58f86815ac502e00638e1c97]

[1]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2017/4/20/6533b82c0ea2d89c240bc5d6b7676dc8?imageView2/0/w/1280/h/960/format/webp/ignore-error/1
[1 1]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2017/4/20/18dafde053a4f01613ca6b84c178215a?imageView2/0/w/1280/h/960/format/webp/ignore-error/1
[1 2]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2017/4/20/c8e144fe2115aec2f4a30f89124ff119?imageView2/0/w/1280/h/960/format/webp/ignore-error/1
[https_juejin.im_entry_58f86815ac502e00638e1c97]: https://juejin.im/entry/58f86815ac502e00638e1c97