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MVCC版本控制

zhangtq2023年8月13日大约 3 分钟技术栈数据库mysql

MVCC版本控制

  • MVCC多版本并发控制 ，它是数据库管理系统一种常见的并发控制。
  • 我们知道并发控制常用的是锁，当线程要对一个共享资源进行操作的时候，加锁是一种非常简单粗暴的方法
  • 这种锁是一种 悲观 的实现方式，也就是说这会给其他事务造成堵塞，从而影响数据库性能。
  • MVCC 只是一种 乐观 的实现形式，它是通过 一种 可见性算法 来实现数据库并发控制

MVCC 的两种读形式

在讲 MVCC 的实现原理之前，我觉很有必要先去了解一下 MVCC 的两种读形式

  • 快照读：读取的只是当前事务的可见版本，不用加锁
    • 而你只要记住 简单的 select 操作就是快照读(select * from table where id = xxx)
  • 当前读：读取的是当前版本，比如 特殊的读操作，更新/插入/删除操作

MVCC 的实现原理

MVCC隐藏字段

  • MVCC 使用了“三个隐藏字段”来实现版本并发控制
RowIDDB_TRX_IDDB_ROLL_PTRidnamepassword
自动创建的id事务id回滚指针idnamepassword
  • RowID：隐藏的自增ID，当建表没有指定主键，InnoDB会使用该RowID创建一个聚簇索引
  • DB_TRX_ID：最近修改（更新/删除/插入）该记录的事务ID
  • DB_ROLL_PTR：回滚指针，指向这条记录的上一个版本
  • 其实还有一个删除的flag字段，用来判断该行记录是否已经被删除

MVCC 的 可见性算法

  • undoLog: 事务的回滚日志，是 可见性算法 的非常重要的部分，分为两类。
    • insert undo log：事务在插入新记录产生的undo log，当事务提交之后可以直接丢弃
    • update undo log：
      • 事务在进行 update 或者 delete 的时候产生的 undo log，在快照读的时候还是需要的，所以不能直接删除
      • 只有当系统没有比这个log更早的read-view了的时候才能删除
      • ps：所以长事务会产生很多老的视图导致undo log无法删除 大量占用存储空间。
  • read-view: 读视图，是MySQL秒级创建视图的必要条件
    • 比如一个事务在进行 select 操作(快照读)的时候会创建一个 read-view ，这个read-view 其实只是三个字段。
    • alive_trx_list(我自己取的)：read-view生成时刻系统中正在活跃的事务id。
    • up_limit_id：记录上面的 alive_trx_list 中的最小事务id。
    • low_limit_id：read-view生成时刻，目前已出现的事务ID的最大值 + 1。

可见性算法规则

  • 1）首先比较这条记录的DB_TRX_ID（最近修改事务ID）是否是 小于等于up_limit_id（read-view生成时刻系统中正在活跃的事务id）

    • 如果满足，那么说明当前事务能看到这条记录，如果大于则进入下一轮判断

  • 2）然后判断这条记录的DB_TRX_ID（最近修改事务ID）

    是否 大于等于low-limit-id(read-view生成时刻，目前已出现的事务ID的最大值+1)

    • 如果大于等于则说明此事务无法看见该条记录，不然就进入下一轮判断

  • 3）判断该条记录的DB_TRX_ID（最近修改事务ID）

    是否在活跃事务的数组中

    • 如果在则说明这条记录还未提交对于当前操作的事务是不可见的，如果不在则说明已经提交，那么就是可见的
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