輕松理解MYSQL MVCC 實現機制

1. MVCC簡介

1.1 什麽是MVCC

MVCC是一種多版本並發控制機制。

1.2 MVCC是為了解決什麽問題?

• 大多數的MYSQL事務型存儲引擎,如,InnoDB，Falcon以及PBXT都不使用一種簡單的行鎖機制.事實上,他們都和MVCC–多版本並發控制來一起使用.
• 大家都應該知道,鎖機制可以控制並發操作,但是其系統開銷較大,而MVCC可以在大多數情況下代替行級鎖,使用MVCC,能降低其系統開銷.

1.3 MVCC實現

MVCC是通過保存數據在某個時間點的快照來實現的. 不同存儲引擎的MVCC. 不同存儲引擎的MVCC實現是不同的,典型的有樂觀並發控制和悲觀並發控制.

2.MVCC 具體實現分析

下面,我們通過InnoDB的MVCC實現來分析MVCC使怎樣進行並發控制的.
InnoDB的MVCC,是通過在每行記錄後面保存兩個隱藏的列來實現的,這兩個列，分別保存了這個行的創建時間，一個保存的是行的刪除時間。這裏存儲的並不是實際的時間值,而是系統版本號(可以理解為事務的ID)，沒開始一個新的事務，系統版本號就會自動遞增，事務開始時刻的系統版本號會作為事務的ID.下面看一下在REPEATABLE READ隔離級別下,MVCC具體是如何操作的.

2.1簡單的小例子

create table yang(
id int primary key auto_increment,
name varchar(20));

假設系統的版本號從1開始.

INSERT

InnoDB為新插入的每一行保存當前系統版本號作為版本號.
第一個事務ID為1；

start transaction;
insert into yang values(NULL,‘yang‘) ;
insert into yang values(NULL,‘long‘);
insert into yang values(NULL,‘fei‘);
commit;

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

對應在數據中的表如下(後面兩列是隱藏列,我們通過查詢語句並看不到)

SELECT

InnoDB會根據以下兩個條件檢查每行記錄:
a.InnoDB只會查找版本早於當前事務版本的數據行(也就是,行的系統版本號小於或等於事務的系統版本號)，這樣可以確保事務讀取的行，要麽是在事務開始前已經存在的，要麽是事務自身插入或者修改過的.
b.行的刪除版本要麽未定義,要麽大於當前事務版本號,這可以確保事務讀取到的行，在事務開始之前未被刪除.
只有a,b同時滿足的記錄，才能返回作為查詢結果.

DELETE

InnoDB會為刪除的每一行保存當前系統的版本號(事務的ID)作為刪除標識.
看下面的具體例子分析:
第二個事務,ID為2;

start transaction;
select * from yang;  //(1)
select * from yang;  //(2)
commit; 

• 1
• 2
• 3
• 4

假設1

假設在執行這個事務ID為2的過程中,剛執行到(1),這時,有另一個事務ID為3往這個表裏插入了一條數據;
第三個事務ID為3;

start transaction;
insert into yang values(NULL,‘tian‘);
commit;

• 1
• 2
• 3

這時表中的數據如下:

然後接著執行事務2中的(2),由於id=4的數據的創建時間(事務ID為3),執行當前事務的ID為2,而InnoDB只會查找事務ID小於等於當前事務ID的數據行,所以id=4的數據行並不會在執行事務2中的(2)被檢索出來,在事務2中的兩條select 語句檢索出來的數據都只會下表:

假設2

假設在執行這個事務ID為2的過程中,剛執行到(1),假設事務執行完事務3後，接著又執行了事務4;
第四個事務:

start   transaction;  
delete from yang where id=1;
commit;  

• 1
• 2
• 3

此時數據庫中的表如下:

接著執行事務ID為2的事務(2),根據SELECT 檢索條件可以知道,它會檢索創建時間(創建事務的ID)小於當前事務ID的行和刪除時間(刪除事務的ID)大於當前事務的行,而id=4的行上面已經說過,而id=1的行由於刪除時間(刪除事務的ID)大於當前事務的ID,所以事務2的(2)select * from yang也會把id=1的數據檢索出來.所以,事務2中的兩條select 語句檢索出來的數據都如下:

UPDATE

InnoDB執行UPDATE，實際上是新插入了一行記錄，並保存其創建時間為當前事務的ID，同時保存當前事務ID到要UPDATE的行的刪除時間.

假設3

假設在執行完事務2的(1)後又執行,其它用戶執行了事務3,4,這時，又有一個用戶對這張表執行了UPDATE操作:
第5個事務:

start  transaction;
update yang set name=‘Long‘ where id=2;
commit;

• 1
• 2
• 3

根據update的更新原則:會生成新的一行,並在原來要修改的列的刪除時間列上添加本事務ID,得到表如下:

繼續執行事務2的(2),根據select 語句的檢索條件,得到下表:

還是和事務2中(1)select 得到相同的結果.

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