6、并发事务控制MVCC汇总

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2023-10-09 22:38 4阅读 0赞

## 1.并发事务控制 ##

### 单版本控制-锁 ###

**先来看锁，锁用独占的方式来保证在只有一个版本的情况下事务之间相互隔离，所以锁可以理解为单版本控制。**

在 MySQL 事务中，锁的实现与隔离级别有关系，在 RR（Repeatable Read）隔离级别下，MySQL 为了解决幻读的问题，以牺牲并行度为代价，通过 Gap 锁来防止数据的写入，而这种锁，因为其并行度不够，冲突很多，经常会引起死锁。现在流行的 Row 模式可以避免很多冲突甚至死锁问题，所以推荐默认使用 Row + RC（Read Committed）模式的隔离级别，可以很大程度上提高数据库的读写并行度。

### 多版本控制-MVCC ###

**多版本控制也叫作 MVCC，是指在数据库中，为了实现高并发的数据访问，对数据进行多版本处理，并通过事务的可见性来保证事务能看到自己应该看到的数据版本。**

**那个多版本是如何生成的呢？**  
每一次对数据库的修改，都会在 Undo 日志中记录 当前修改记录的事务号 及 修改前数据状态的存储地址（即 ROLL\_PTR），以便在必要的时候可以回滚到老的数据版本。

例如，一个读事务查询到当前记录，而最新的事务还未提交，根据原子性，读事务看不到最新数据，但可以去回滚段中找到老版本的数据，这样就生成了多个版本。

**多版本控制很巧妙地将稀缺资源的独占互斥转换为并发，大大提高了数据库的吞吐量及读写性能。**

## 2.MVCC 实现原理 ##

***MySQL InnoDB 存储引擎，实现的是基于多版本的并发控制协议——MVCC，而不是基于锁的并发控制。***

**MVCC 最大的好处是读不加锁，读写不冲突。**

在读多写少的 OLTP（On-Line Transaction Processing）应用中，读写不冲突是非常重要的，极大的提高了系统的并发性能，这也是为什么现阶段几乎所有的 RDBMS（Relational Database Management System），都支持 MVCC 的原因。

### 快照读与当前读 ###

在 MVCC 并发控制中，读操作可以分为两类: **快照读（Snapshot Read）与当前读 （Current Read）。**

*  快照读：读取的是记录的可见版本（有可能是历史版本），不用加锁。
 *  当前读：读取的是记录的最新版本，并且当前读返回的记录，都会加锁，保证其他事务不会再并发修改这条记录。

注意：MVCC 只在 Read Commited 和 Repeatable Read 两种隔离级别下工作。

**如何区分快照读和当前读呢？**

*  快照读：简单的 select 操作，属于快照读，不需要加锁。
 *  当前读：特殊的读操作，插入/更新/删除操作，属于当前读，需要加锁。

### MVCC 多版本实现 ###

可以看之前写的文章  
从这开始看：[多版本实现原理][Link 1]

## 3.并发事务问题及解决方案 ##

随着数据库并发事务处理能力的大大增强，数据库资源的利用率也会大大提高，从而提高了数据库系统的事务吞吐量，可以支持更多的用户并发访问。但并发事务处理也会带来一些问题，如：脏读、不可重复读、幻读。

### 脏读 ###

一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务完成并提交前，这条记录的数据就处于不一致状态；这时，另一个事务也来读取同一条记录，如果不加控制，第二个事务读取了这些“脏”数据，并据此做进一步的处理，***就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象的叫作"脏读"（Dirty Reads）***。

A修改数据，在完成提交前，B事务来读取，就是原始数据，但是A已经修改成新数据了

### 不可重复读 ###

一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了！这种现象就叫作“ 不可重复读”（Non-Repeatable Reads）。

A读取事务数据后，再次读取却发现数据 发生改变或删除了；  
**不可重复读重点在于 UPDATA 和 DELETE**

### 幻读 ###

一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据，这种现象就称为“幻读”（Phantom Reads）。

**幻读的重点在于 INSERT**

### 解决方案 ###

**MySQL 数据库是通过事务隔离级别来解决的。**  
![在这里插入图片描述][cfb2838181be4a099f4491245dade7b9.png]  
不可重复读重点在于 UPDATA 和 DELETE，而幻读的重点在于 INSERT。它们之间最大的区别是如何通过锁机制来解决它们产生的问题。这里说的锁只是使用悲观锁机制。

那么在 RR（可重复读） 隔离级别下，事务 A 在 UPDATE 后加锁，事务 B 无法插入新数据，这样事务 A在 UPDATE 前后读的数据保持一致，避免了幻读。

在 RR 事务隔离级别下，事务 A 在 UPDATE 后加锁，对于其他两个事务，事务 B 和事务 C 的 INSERT 操作，就必须等事务 A 提交后，才能继续执行。这里就用到了“锁”，这里使用的是 Gap 锁。

[Link 1]: https://blog.csdn.net/daohangtaiqian/article/details/127238180
[cfb2838181be4a099f4491245dade7b9.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/cfb2838181be4a099f4491245dade7b9.png