MySQL之InnoDB中的MVCC用法
1、背景
MVCC叫做多版本并發(fā)控制，通過維護數(shù)據(jù)的多個歷史版本實現(xiàn)讀寫分離：讀操作訪問快照版本，無需加鎖，避免阻塞寫操作；寫操作創(chuàng)建新版本，不影響其它事務的讀操作。
這種機制支持了讀已提交和可重復讀兩種事務隔離級別，InnoDB中是通過隱藏列事務id、版本鏈、Read View實現(xiàn)的MVCC。
2、設置事務的隔離級別
設置事務隔離級別可以通過修改配置文件和通過sql語句，修改的隔離級別有4種：讀未提交、讀已提交、可重復讀、串行化，修改配置文件可以永久生效，查看配置文件中的隔離級別如下：
[root@xxx xxx]# cat /xxx/my.cnf | grep 'transaction_isolation' transaction_isolation = READ-COMMITTED
通過sql語句修改是臨時生效的，有3種修改方式，一個是會話級設置，只影響當前連接，例如：
mysql> SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
另一個是全局設置，影響所有連接，例如：
mysql> SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
最后一個是僅對下一個事務生效，例如：
mysql> SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
3、MVCC
【1】版本鏈
之前講過隱藏列：row_id、trx_id、roll_pointer，其中row_id不一定存在，當沒有主鍵和唯一索引時，row_id才存在，trx_id是事務id，roll_pointer指向undo日志，通過roll_pointer就可以組成一條版本鏈，接下來通過如下表和數(shù)據(jù)來說明：
mysql> show create table student;
+---------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table | Create Table
|
+---------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| student | CREATE TABLE `student` (
`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci |
+---------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> select * from student;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
| 1 | 張三 |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)
接下來分別在兩個事務中更新數(shù)據(jù)，假設事務id分別為20和50：
| 時間順序 | 事務A，事務id=20 | 事務B，事務id=50 |
|---|---|---|
| t1 | 開始事務 | 開始事務 |
| t2 | UPDATE student SET name = ‘李四’ WHERE id = 1; | |
| t3 | 提交事務 | |
| t4 | UPDATE student SET name = ‘王五’ WHERE id = 1; | |
| t5 | 提交事務 |
此時版本鏈如下：
name為王五的代表最新記錄，name為李四和張三的為undo日志。
【2】ReadView
- 對于未提交讀的隔離級別事務來說，由于可以讀到未提交事務修改的記錄，直接讀取最新的版本就好了；
- 對于串行化隔離級別的事務來說是使用加鎖的方式來訪問記錄的；
- 對于讀已提交和可重復讀隔離級別的事務來說，只能讀到已提交事務的結(jié)果。所以核心問題就是版本鏈中哪一個版本對當前事務是可見的，所有就有了ReadView，ReadView中包含4個部分：
| 名稱 | 含義 |
|---|---|
| m_ids | 生成ReadView時當前系統(tǒng)中活躍的讀寫事務id列表 |
| min_trx_id | m_ids中的最小值 |
| max_trx_id | 分配給下一個事務的id值，不是m_ids中的最大值 |
| creator_trx_id | 生成ReadView的事務id，只讀事務中為0 |
通過ReadView的屬性，我們就能判斷對記錄版本鏈中的哪一個版本可見，判斷規(guī)則如下：
1、如果被訪問版本的trx_id與ReadView的中的creator_trx_id相同，說明當前事務再訪問自己修改的記錄，所以該版本可以被當前事務訪問。
2、如果被訪問版本的trx_id小于ReadView的中的min_trx_id值，說明生成該版本的事務在當前事務之前已經(jīng)提交，所以該版本可以被當前事務訪問。
3、如果被訪問版本的trx_id大于ReadView的中的max_trx_id值，表明生成該版本的事務在當前事務之后開啟，所以該版本不可以被當前事務訪問。
4、如果被訪問的版本的trx_id在ReadView的min_trx_id和max_trx_id之間，需要判斷trx_id是否在m_ids中，在就說明該版本的事務還是活躍的，不可以被訪問；不在就說明該版本已經(jīng)提交，可以被訪問。
如果某個版本的數(shù)據(jù)對當前事務不可見，就順著版本鏈去判斷下一個版本的數(shù)據(jù)，一直到最后一個版本，如果最后一個版本也不可見，那查詢結(jié)果就不包含這條記錄。
【3】ReadView的生成時機
| 隔離級別 | 生成ReadView時機 |
|---|---|
| 讀已經(jīng)提交 | 每次讀取數(shù)據(jù)前都生成一個ReadView |
| 可重復讀 | 第一次讀取數(shù)據(jù)時生成一個ReadView |
4、總結(jié)
MVCC是一種數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制技術(shù)，通過維護數(shù)據(jù)的多個歷史版本實現(xiàn)讀寫操作的并行化，從而提升性能并解決事務隔離性問題。
以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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