ICode9

精准搜索请尝试: 精确搜索
首页 > 数据库> 文章详细

【Mysql】深入理解 MVCC 多版本并发控制

2021-11-27 02:01:59  阅读:180  来源: 互联网

标签:事务 快照 Read Mysql DB 并发 MVCC ID


MVCC

MVCC(Multi-Version Concurrency Control),即多版本并发控制。是 innodb 实现事务并发与回滚的重要功能。锁机制可以控制并发操作,但是其系统开销较大,而MVCC可以在大多数情况下代替行级锁,使用MVCC,能降低其系统开销.

具体实现是在数据库的每一行中,额外添加三个字段:

DB_TRX_ID : 记录插入或更新该行的最后一个事务的事务ID

DB_ROLL_PTR : 指向改行对应undolog 的指针

DB_ROW_ID : 单调递增的ID,他就是AUTO_INCREMENT的主键ID

# 此处有图片 3


快照读

像不加锁的select操作就是快照读,快照读的出现是基于提高并发性能的考虑,快照读的实现是基于多版本并发控制,即MVCC。可以认为 MVCC 是行锁的一个变种,在很多情况下,避免了加锁操作,降低了开销;既然是基于多版本,即快照读可能读到的并不一定是数据的最新版本,而有可能是之前的历史版本


当前读

读取的是当前的数据,不需要通过undo log回溯到事务开启前的状态。读取的是记录的最新版本,读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录,会对读取的记录进行加锁。


数据库并发场景有三种,分别为:

  • 读-读:不存在任何问题,也不需要并发控制
  • 读-写:有线程安全问题,可能会造成事务隔离性问题,可能遇到脏读,幻读,不可重复读
  • 写-写:有线程安全问题,可能会存在更新丢失问题,比如第一类更新丢失,第二类更新丢失

说白了 MVCC 就是为了实现读-写冲突不加锁,而这个读指的就是快照读, 而非当前读,当前读实际上是一种加锁的操作,是悲观锁的实现

MVCC的出现就是大佬们不满意用悲观锁去解决读-写冲突问题,所以有两个方案:

  • MVCC + 悲观锁
    MVCC解决读写冲突,悲观锁解决写写冲突
  • MVCC + 乐观锁
    MVCC 解决读写冲突,乐观锁解决写写冲突

MVCC实现原理

  • 三个隐藏字段

DB_TRX_ID
6 字节,最近修改(修改/插入)事务 ID:记录创建这条记录/最后一次修改该记录的事务 ID
DB_ROLL_PTR
7 字节,回滚指针,指向这条记录的上一个版本(存储于 rollback segment 里)
DB_ROW_ID
6 字节,隐含的自增 ID(隐藏主键),如果数据表没有主键,InnoDB 会自动以DB_ROW_ID产生一个聚簇索引


  • 版本链 / undo log

因为undo log会记录事务前老版本数据,然后行记录中回滚指针会指向老版本位置,如此形成一条版本链。Read View 会一直遍历链表的DB_TRX_ID,直到找到满足特定条件的 DB_TRX_ID。那么这个DB_TRX_ID所在的旧记录就是当前事务能看见的最新”老版本


  • Read View

是事务开启时,当前所有活跃事务(还未提交的事务)的一个集合。或者说Read View 就是事务进行快照读操作的时候生产的读视图 (Read View),在该事务执行的快照读的那一刻,会生成数据库系统当前的一个快照,记录并维护系统当前活跃事务的 ID

三个Read View重要结构:

  1. trx_list(名称我随意取的)
    一个数值列表
    用于维护 Read View 生成时刻系统 正活跃的事务 ID 列表

  2. up_limit_id

    是 trx_list 列表中事务 ID 最小的 ID

  3. low_limit_id

ReadView 生成时刻系统尚未分配的下一个事务 ID ,也就是 目前已出现过的事务 ID 的最大值 + 1
为什么是 low_limit ? 因为它也是系统此刻可分配的事务 ID 的最小值


MVCC实现的整体流程:

img

总结

  • 应对高并发事务, MVCC比单纯的加锁更高效
  • MVCC只在 读已提交可重复读 两个隔离级别下工作
  • 读已提交隔离级别下,会在每次快照读(查询)都生成一个Read View,可重复读只在事务开始时生成一个Read View,以后每次查询都用这个Read View,以此实现不同隔离级别。

参考:

【MySQL笔记】正确的理解MySQL的MVCC及实现原理_(推荐)

MySQL · 引擎特性 · InnoDB 事务系统 (taobao.org)

mvcc详解 - 简书 (jianshu.com)# MVCC

MVCC(Multi-Version Concurrency Control),即多版本并发控制。是 innodb 实现事务并发与回滚的重要功能。锁机制可以控制并发操作,但是其系统开销较大,而MVCC可以在大多数情况下代替行级锁,使用MVCC,能降低其系统开销.

具体实现是在数据库的每一行中,额外添加三个字段:

DB_TRX_ID : 记录插入或更新该行的最后一个事务的事务ID

DB_ROLL_PTR : 指向改行对应undolog 的指针

DB_ROW_ID : 单调递增的ID,他就是AUTO_INCREMENT的主键ID

# 此处有图片 3


快照读

像不加锁的select操作就是快照读,快照读的出现是基于提高并发性能的考虑,快照读的实现是基于多版本并发控制,即MVCC。可以认为 MVCC 是行锁的一个变种,在很多情况下,避免了加锁操作,降低了开销;既然是基于多版本,即快照读可能读到的并不一定是数据的最新版本,而有可能是之前的历史版本


当前读

读取的是当前的数据,不需要通过undo log回溯到事务开启前的状态。读取的是记录的最新版本,读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录,会对读取的记录进行加锁。


数据库并发场景有三种,分别为:

  • 读-读:不存在任何问题,也不需要并发控制
  • 读-写:有线程安全问题,可能会造成事务隔离性问题,可能遇到脏读,幻读,不可重复读
  • 写-写:有线程安全问题,可能会存在更新丢失问题,比如第一类更新丢失,第二类更新丢失

说白了 MVCC 就是为了实现读-写冲突不加锁,而这个读指的就是快照读, 而非当前读,当前读实际上是一种加锁的操作,是悲观锁的实现

MVCC的出现就是大佬们不满意用悲观锁去解决读-写冲突问题,所以有两个方案:

  • MVCC + 悲观锁
    MVCC解决读写冲突,悲观锁解决写写冲突
  • MVCC + 乐观锁
    MVCC 解决读写冲突,乐观锁解决写写冲突

MVCC实现原理

  • 三个隐藏字段

DB_TRX_ID
6 字节,最近修改(修改/插入)事务 ID:记录创建这条记录/最后一次修改该记录的事务 ID
DB_ROLL_PTR
7 字节,回滚指针,指向这条记录的上一个版本(存储于 rollback segment 里)
DB_ROW_ID
6 字节,隐含的自增 ID(隐藏主键),如果数据表没有主键,InnoDB 会自动以DB_ROW_ID产生一个聚簇索引


  • 版本链 / undo log

因为undo log会记录事务前老版本数据,然后行记录中回滚指针会指向老版本位置,如此形成一条版本链。Read View 会一直遍历链表的DB_TRX_ID,直到找到满足特定条件的 DB_TRX_ID。那么这个DB_TRX_ID所在的旧记录就是当前事务能看见的最新”老版本


  • Read View

是事务开启时,当前所有活跃事务(还未提交的事务)的一个集合。或者说Read View 就是事务进行快照读操作的时候生产的读视图 (Read View),在该事务执行的快照读的那一刻,会生成数据库系统当前的一个快照,记录并维护系统当前活跃事务的 ID

三个Read View重要结构:

  1. trx_list(名称我随意取的)
    一个数值列表
    用于维护 Read View 生成时刻系统 正活跃的事务 ID 列表

  2. up_limit_id

    是 trx_list 列表中事务 ID 最小的 ID

  3. low_limit_id

ReadView 生成时刻系统尚未分配的下一个事务 ID ,也就是 目前已出现过的事务 ID 的最大值 + 1
为什么是 low_limit ? 因为它也是系统此刻可分配的事务 ID 的最小值


MVCC实现的整体流程:

img

总结

  • 应对高并发事务, MVCC比单纯的加锁更高效
  • MVCC只在 读已提交可重复读 两个隔离级别下工作
  • 读已提交隔离级别下,会在每次快照读(查询)都生成一个Read View,可重复读只在事务开始时生成一个Read View,以后每次查询都用这个Read View,以此实现不同隔离级别。

参考:

【MySQL笔记】正确的理解MySQL的MVCC及实现原理_(推荐)

MySQL · 引擎特性 · InnoDB 事务系统 (taobao.org)

mvcc详解 - 简书 (jianshu.com)

标签:事务,快照,Read,Mysql,DB,并发,MVCC,ID
来源: https://www.cnblogs.com/CJ-cooper/p/15610508.html

本站声明: 1. iCode9 技术分享网(下文简称本站)提供的所有内容,仅供技术学习、探讨和分享;
2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用,纯属内容发起人的个人观点,与本站观点和立场无关;
3. 关于本站的所有言论和文字,纯属内容发起人的个人观点,与本站观点和立场无关;
4. 本站文章均是网友提供,不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属;如您发现该文章侵犯了您的权益,可联系我们第一时间进行删除;
5. 本站为非盈利性的个人网站,所有内容不会用来进行牟利,也不会利用任何形式的广告来间接获益,纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。

专注分享技术,共同学习,共同进步。侵权联系[81616952@qq.com]

Copyright (C)ICode9.com, All Rights Reserved.

ICode9版权所有