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[大数据]mysql mvcc是怎样实现隔离级别的

InnoDB的MVCC实现逻辑

InnoDB的MVCC是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的。一个保存了行的事务ID(DB_TRX_ID),一个保存了行的回滚指针(DB_ROLL_PT)每开始一个新的事务,都会自动递增产 生一个新的事务id。事务开始时刻的会把事务id放到当前事务影响的行事务id中,当查询时需要用当前事务id和每行记录的事务id进行比较。

MVCC只在REPEATABLE READ和READ COMMITIED两个隔离级别下工作。其他两个隔离级别都和 MVCC不兼容 ,因为READ UNCOMMITIED总是读取最新的数据行,而不是符合当前事务版本的数据行。而SERIALIZABLE则会对所有读取的行都加锁。

MVCC 在mysql 中的实现依赖的是 undo log 与 read view

undo log

根据行为的不同,undo log分为两种:insert undo log?和?update undo log

  • insert undo log:

insert 操作中产生的undo log,因为insert操作记录只对当前事务本身课件,对于其他事务此记录不可见,所以 insert undo log 可以在事务提交后直接删除而不需要进行purge操作。

purge的主要任务是将数据库中已经 mark del 的数据删除,另外也会批量回收undo pages

数据库 Insert时的数据初始状态:

  • update undo log:

    update 或 delete 操作中产生的 undo log。因为会对已经存在的记录产生影响,为了提供 MVCC机制,因此update undo log 不能在事务提交时就进行删除,而是将事务提交时放到入 history list 上,等待 purge 线程进行最后的删除操作。

    数据第一次被修改时:

当另一个事务第二次修改当前数据:

为了保证事务并发操作时,在写各自的undo log时不产生冲突,InnoDB采用回滚段的方式来维护undo log的并发写入和持久化。回滚段实际上是一种 Undo 文件组织方式。

ReadView

对于?RU(READ UNCOMMITTED)?隔离级别下,所有事务直接读取数据库的最新值即可,和?SERIALIZABLE?隔离级别,所有请求都会加锁,同步执行。所以这对这两种情况下是不需要使用到?Read View?的版本控制。

对于?RC(READ COMMITTED)?和?RR(REPEATABLE READ)?隔离级别的实现就是通过上面的版本控制来完成。两种隔离界别下的核心处理逻辑就是判断所有版本中哪个版本是当前事务可见的处理。针对这个问题InnoDB在设计上增加了ReadView的设计,ReadView中主要包含当前系统中还有哪些活跃的读写事务,把它们的事务id放到一个列表中,我们把这个列表命名为为m_ids

对于查询时的版本链数据是否看见的判断逻辑:

  • 如果被访问版本的 trx_id 属性值小于 m_ids 列表中最小的事务id,表明生成该版本的事务在生成 ReadView 前已经提交,所以该版本可以被当前事务访问。

  • 如果被访问版本的 trx_id 属性值大于 m_ids 列表中最大的事务id,表明生成该版本的事务在生成 ReadView 后才生成,所以该版本不可以被当前事务访问。

  • 如果被访问版本的 trx_id 属性值在 m_ids 列表中最大的事务id和最小事务id之间,那就需要判断一下 trx_id 属性值是不是在 m_ids 列表中,如果在,说明创建 ReadView 时生成该版本的事务还是活跃的,该版本不可以被访问;如果不在,说明创建 ReadView 时生成该版本的事务已经被提交,该版本可以被访问

READ COMMITTED 隔离级别下的ReadView

每次读取数据前都生成一个ReadView (m_ids列表),使用READ COMMITTED隔离级别的事务在每次查询开始时都会生成一个独立的 ReadView。

REPEATABLE READ 隔离级别下的ReadView

在事务开始后第一次读取数据时生成一个ReadView(m_ids列表)。

MVCC总结:

所谓的MVCC(Multi-Version Concurrency Control ,多版本并发控制)指的就是在使用?READ COMMITTDREPEATABLE READ?这两种隔离级别的事务在执行普通的 SEELCT 操作时访问记录的版本链的过程,这样子可以使不同事务的?读-写?、?写-读?操作并发执行,从而提升系统性能。

在 MySQL 中, READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 隔离级别的的一个非常大的区别就是它们生成 ReadView 的时机不同。在 READ COMMITTED 中每次查询都会生成一个实时的 ReadView,做到保证每次提交后的数据是处于当前的可见状态。而 REPEATABLE READ 中,在当前事务第一次查询时生成当前的 ReadView,并且当前的 ReadView 会一直沿用到当前事务提交,以此来保证可重复读(REPEATABLE READ)。

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加:2022-03-22 20:40:57  更:2022-03-22 20:43:53 
 
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