說說MySQL中MVCC機(jī)制的原理
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)庫管理系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的并發(fā)訪問,在編程語言中實(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)多線程同時(shí)執(zhí)行的時(shí)候,可能會(huì)出現(xiàn)并發(fā)問題。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,得到原來的數(shù)據(jù)。
- 當(dāng)MySQL執(zhí)行delete語句時(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,插入原來的數(shù)據(jù)。
- 數(shù)據(jù)庫中的四大特性–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來實(shí)現(xiàn)。在執(zhí)行某一條語句失敗時(shí),就會(huì)對(duì)之前事務(wù)的語句進(jìn)行回滾。
三、行的隱藏列
- 在數(shù)據(jù)庫的每行上,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)類型的主鍵,那么row_id的值就是主鍵的值
如果沒有整數(shù)類型的主鍵,則MySQL會(huì)按照字段的順序選擇一個(gè)非空的整數(shù)類型的唯一索引為row_id
如果都沒有找到,則會(huì)創(chuàng)建一個(gè)自動(dòng)增長的整數(shù)作為row_id
- trx_id,事務(wù)號(hào):
當(dāng)一個(gè)事務(wù)開始執(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roll_pointer來找到改行前一個(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
一開始,我們使用以下語句創(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)在開啟第一個(gè)事務(wù),事務(wù)id為1,執(zhí)行以下插入語句。
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,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:簡單的select查詢,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。
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),可以通過以下的規(guī)則來確定undo log版本鏈上的哪個(gè)版本數(shù)據(jù)可見。
- 如果當(dāng)前undo log的版本的trx_id<min_trx_id,說明該版本對(duì)應(yīng)的事務(wù)在生成ReadView之前就已經(jīng)提交了,因此是可見的。
- 如果當(dāng)前undo log的版本的trx_id≥max_trx_id,說明該版本對(duì)應(yīng)的事務(wù)在生成ReadView之后才開始的,因此是不可見的。
- 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,說明版本對(duì)應(yīng)的事務(wù)未提交,因此是不可見的。 不在m_ids中,說明版本對(duì)應(yīng)的事務(wù)已經(jīng)提交,因此是可見的。
- 如果當(dāng)前undo log的版本的trx_id=creator_trxt_id,說明事務(wù)正在訪問自己修改的數(shù)據(jù),因此是可見的。
- 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)鏈表中都沒有找到可見的數(shù)據(jù),則代表當(dāng)前的查詢找不到數(shù)據(jù)。
到此這篇關(guān)于說說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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