一、概述：

了解了MySql的底層架構(gòu)后，我們今天要深入了解下什么是MVCC。

MVCC，全稱(chēng)Multi-Version Concurrency Control，即多版本并發(fā)控制。MVCC是一種多并發(fā)控制的方法，一般在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)，在編程語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)事務(wù)內(nèi)存。
我們知道，MySql在5.5后由MyISAM存儲(chǔ)引擎改成了InnoDB存儲(chǔ)引擎，主要是因?yàn)镮nnoDB是支持事務(wù)的，那么當(dāng)多線(xiàn)程同時(shí)執(zhí)行的時(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)并發(fā)問(wèn)題。這個(gè)時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)能夠控制并發(fā)的方法，MVCC就起到了這個(gè)作用。

MVCC主要靠undo log版本鏈與ReadView來(lái)實(shí)現(xiàn)。

二、什么是Undo log

• Undo log主要用于事務(wù)回滾時(shí)恢復(fù)原來(lái)的數(shù)據(jù)。
• mysql在執(zhí)行sql時(shí)，會(huì)將一天邏輯相反的日志保存到undo log中。因此，undo log中記錄的也是邏輯日志。
• 但mysql執(zhí)行Insert語(yǔ)句時(shí)，會(huì)在undo log日志中記錄本次插入的主鍵id。等事務(wù)回滾時(shí)，delete刪除此id。
• 當(dāng)MySQL執(zhí)行update語(yǔ)句時(shí)，會(huì)在undo log中保存修改前的數(shù)據(jù)。等事務(wù)回滾時(shí)，再執(zhí)行一次update，得到原來(lái)的數(shù)據(jù)。
• 當(dāng)MySQL執(zhí)行delete語(yǔ)句時(shí)，會(huì)在undo log中保存刪除前的數(shù)據(jù)。等事務(wù)回滾時(shí)，再執(zhí)行insert，插入原來(lái)的數(shù)據(jù)。
• 數(shù)據(jù)庫(kù)中的四大特性–原子性，即事務(wù)是不可分割的，要么全部成功，要不全部失敗，其底層就靠undo log來(lái)實(shí)現(xiàn)。在執(zhí)行某一條語(yǔ)句失敗時(shí)，就會(huì)對(duì)之前事務(wù)的語(yǔ)句進(jìn)行回滾。

三、行的隱藏列

• 在數(shù)據(jù)庫(kù)的每行上，除了存放真實(shí)的數(shù)據(jù)以外，還存在3個(gè)隱藏的列：row_id、trx_id和roll_pointer
• row_id，行號(hào)：

 如果當(dāng)前表有整數(shù)類(lèi)型的主鍵，那么row_id的值就是主鍵的值
如果沒(méi)有整數(shù)類(lèi)型的主鍵，則MySQL會(huì)按照字段的順序選擇一個(gè)非空的整數(shù)類(lèi)型的唯一索引為row_id
如果都沒(méi)有找到，則會(huì)創(chuàng)建一個(gè)自動(dòng)增長(zhǎng)的整數(shù)作為row_id

• trx_id，事務(wù)號(hào)：

當(dāng)一個(gè)事務(wù)開(kāi)始執(zhí)行前，MySQL就會(huì)為這個(gè)事務(wù)分配一個(gè)全局自增的事務(wù)id。
之后該事務(wù)對(duì)當(dāng)前進(jìn)行的增、改、刪除等操作時(shí)，都會(huì)將自己的事務(wù)ID記錄到trx_id中。

• roll_pointer，回滾指針：

 事務(wù)對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)改動(dòng)時(shí)，會(huì)將舊的數(shù)據(jù)記錄到undo log中，在將數(shù)據(jù)寫(xiě)入當(dāng)前行，且當(dāng)前的roll_pointer指向剛才那個(gè)undo log，因此可通過(guò)roll_pointer來(lái)找到改行前一個(gè)版本。
當(dāng)一直有事務(wù)對(duì)該行改動(dòng)時(shí)，就會(huì)一直生成undo log，最終將會(huì)形成undo log版本鏈。

四、Undo log版本鏈

一開(kāi)始，我們使用以下語(yǔ)句創(chuàng)建一個(gè)stduent表

CREATE TABLE `student` (
	`id` INT ( 11 ) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
	`name` VARCHAR ( 255 ) NOT NULL,
	`age` INT ( 11 ) NOT NULL,
  PRIMARY KEY ( `id` ) USING BTREE 
) ENGINE = INNODB;

現(xiàn)在開(kāi)啟第一個(gè)事務(wù)，事務(wù)id為1，執(zhí)行以下插入語(yǔ)句。

INSERT INTO student VALUES ( 1, "a", 24 );

那么當(dāng)前的示意圖如下：

因?yàn)樵摂?shù)據(jù)是新插入的，因此它的roll_pointer指向的undo log為空。

接著開(kāi)啟第2個(gè)事務(wù)，分配的事務(wù)id是2，執(zhí)行以下修改命令。

UPDATE student SET NAME = 'b' WHERE id = 1;

現(xiàn)在的示意圖變?yōu)椋?/p>

當(dāng)開(kāi)啟第3個(gè)事務(wù)，分配到事務(wù)id是3，執(zhí)行以下修改命令。

UPDATE student SET age = 25 WHERE id = 1;

示意圖變?yōu)椋?/p>

每個(gè)事務(wù)對(duì)該行進(jìn)行改動(dòng)時(shí)，都會(huì)生成一個(gè)undo log，用于保存之前的版本，之后再將新版本的roll_pointer指向剛才生成的undo log。
因此，roll_pointer可以將這些不同版本的undo log串聯(lián)起來(lái)，形成undo log的版本鏈。

五、關(guān)于ReadView

首先需要理解一下快照讀與當(dāng)前讀
快照讀：簡(jiǎn)單的select查詢(xún)，即不包括 select … lock in share mode, select … for update，可能會(huì)讀到數(shù)據(jù)的歷史版本。
當(dāng)前讀：以下語(yǔ)句都是當(dāng)前讀，總是讀取最新版本，會(huì)對(duì)讀取的最新版本加鎖。

select ... lock in share mode
select ... for update
insert
update
delete

在事務(wù)執(zhí)行每一個(gè)快照讀或事務(wù)初次執(zhí)行快照讀時(shí)，會(huì)生成一致性視圖，即ReadView。
ReadView的作用是，判斷undo log版本鏈中的哪些數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前事務(wù)可見(jiàn)。

ReadView包含以下幾個(gè)重要的參數(shù)：

• m_ids
  • 在創(chuàng)建ReadView的那一刻，mysql中所有未提交的事務(wù)id集合。
• min_trx_id
  • m_ids中的最小值
• max_trx_id
  • mysql即將為下一個(gè)事務(wù)分配的事務(wù)id，并不是m_ids中的最大值。
• creator_trx_id
  • 即創(chuàng)建此ReadView的事務(wù)id

簡(jiǎn)要的示意圖如下：

那么事務(wù)在執(zhí)行快照讀時(shí)，可以通過(guò)以下的規(guī)則來(lái)確定undo log版本鏈上的哪個(gè)版本數(shù)據(jù)可見(jiàn)。

• 如果當(dāng)前undo log的版本的trx_id<min_trx_id，說(shuō)明該版本對(duì)應(yīng)的事務(wù)在生成ReadView之前就已經(jīng)提交了，因此是可見(jiàn)的。
• 如果當(dāng)前undo log的版本的trx_id≥max_trx_id，說(shuō)明該版本對(duì)應(yīng)的事務(wù)在生成ReadView之后才開(kāi)始的，因此是不可見(jiàn)的。
• 如果當(dāng)前undo log的版本的trx_id∈[min_trx_id，max_trx_id)，如果在這個(gè)范圍里，還要判斷trx_id是否在m_ids中：

  在m_ids中，說(shuō)明版本對(duì)應(yīng)的事務(wù)未提交，因此是不可見(jiàn)的。

  不在m_ids中，說(shuō)明版本對(duì)應(yīng)的事務(wù)已經(jīng)提交，因此是可見(jiàn)的。

• 如果當(dāng)前undo log的版本的trx_id=creator_trxt_id，說(shuō)明事務(wù)正在訪(fǎng)問(wèn)自己修改的數(shù)據(jù)，因此是可見(jiàn)的。
• 當(dāng)undo log版本鏈表的頭結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)被判定為不可見(jiàn)時(shí)，則利用roll_pointer找到上一個(gè)版本，再進(jìn)行判斷。如果整個(gè)鏈表中都沒(méi)有找到可見(jiàn)的數(shù)據(jù)，則代表當(dāng)前的查詢(xún)找不到數(shù)據(jù)。

到此這篇關(guān)于說(shuō)說(shuō)MySQL中MVCC機(jī)制的原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MySQLMVCC機(jī)制內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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