MySQL - 深度学习 - MVCC

谁践踏了优雅 2023-07-09 07:24 24阅读 0赞

## 前言 ##

本文整理一下，MySQL在RC、RR级别下的InnoDB的**非阻塞读**如何实现

## 什么是MVCC ##

`MVCC`（Multi-Version Concurrency Control ，多版本并发控制）指的就是在使用`READ COMMITTD`、`REPEATABLE READ`这两种隔离级别的事务在执行普通的`SELECT`操作时访问记录的版本链的过程，这样子可以使不同事务的`读-写`、`写-读`操作并发执行，从而提升系统性能。

## 事务id什么时候创建的？ ##

如果某个事务执行过程中对某个表执行了增、删、改操作，那么**InnoDB**存储引擎就会给它分配一个独一无二的**事务id**，分配方式如下：

*  对于只读事务来说，只有在它第一次对某个用户创建的临时表执行增、删、改操作时才会为这个事务分配一个**事务id**，否则的话是不分配**事务id**的。
 *  对于读写事务来说，只有在它第一次对某个表（包括用户创建的临时表）执行增、删、改操作时才会为这个事务分配一个**事务id**，否则的话也是不分配**事务id**的。

## 事务id是怎么生成的？ ##

这个**事务id**本质上就是一个数字，具体策略如下：

*  服务器会在内存中维护一个全局变量，每当需要为某个事务分配id时，将该值分给该事务，变量值自增+1
 *  每当这个变量的值为`256`的倍数时，就会将该变量的值刷新到系统表空间的页号为`5`的页面中一个称之为`Max Trx ID`的属性处，这个属性占用`8`个字节的存储空间。
 *  当系统下一次重新启动时，会将上边提到的`Max Trx ID`属性加载到内存中，将该值加上256之后赋值给我们前边提到的全局变量（因为在上次关机时该全局变量的值可能大于`Max Trx ID`属性值）。

这样就可以保证整个系统中分配的`事务id`值是一个递增的数字。先被分配`id`的事务得到的是较小的`事务id`，后被分配`id`的事务得到的是较大的`事务id`。

## RC、RR隔离级别下，生成ReadView的时机 ##

**READ UNCOMMITTED**：**不会生成**ReadView，**直接**读取记录的**最新版本**即可。

**READ COMMITTD**：在**每一次**进行普通SELECT操作前**都会生成**一个ReadView。

**REPEATABLE READ：****只有第一次**进行普通SELECT操作前**生成**一个ReadView，**之后复用**同一ReadView。

## 原理 ##

对于使用`InnoDB`存储引擎的表来说，它的聚簇索引记录中都包含两个必要的隐藏列，比如上方的 t 表

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>隐藏列</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>trx_id</td> 
   <td>每次一个事务对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把该事务的<code>事务id</code>赋值给<code>trx_id</code>隐藏列</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>roll_pointer</td> 
   <td>每次对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把旧的版本写入到<code>undo日志</code>中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，可以通过它来找到该记录修改前的信息。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

插入第一条记录

INSERT INTO `t`(`number`, `account`) VALUES (1, '100');

假设插入该记录的`事务id`为`100`，那么此刻该条记录的示意图如下所示：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMwODg5Mzcz_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
可以看到插入了undo日志中，insert undo **只是在事务回滚时有用**，当事务提交后就没用了，而且会被回收。

## undo日志说明 ##

*  主要分为两种日志
    
     *  insert undo log（只针对事务本身可见，对其他事务无影响）
     *  update undo log（update/delete） 也就是我们需要重点关注的知识，看下面总结图
 *  主要用于回滚，并维护原子性
 *  存在与数据库中的 undo segment（段）中
 *  用于MVCC（实现非锁定读），读取一行记录时，若已被其他事务占据，则通过undo读取之前的版本
 *  行操作（回滚行记录到某个版本）
    
    `undo是逻辑日志，只是将数据库逻辑的恢复到执行语句或事务之前`

### 什么时候创建 undo日志 ###

每次对记录进行改动，都会记录一条undo日志，每条undo日志也都有一个roll\_pointer属性（INSERT操作对应的`undo日志`没有该属性，因为该记录并没有更早的版本），可以将这些undo日志都连起来，串成一个链表。

### 回收 undo日志 ###

随着系统的运行，在确定系统中包含最早产生的那个`ReadView`的事务不会再访问某些`update undo日志`以及被打了删除标记的记录后，有一个后台运行的`purge线程`会把它们真正的删除掉。

## 总结图 ##

真实字段是DB\_ROW\_ID、DB\_TRX\_ID、DB\_ROLL\_PTR，我们为了美观才写成了row\_id、transaction\_id和roll\_pointer。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMwODg5Mzcz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

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