MVCC多版本并发控制机制与Innodb引擎SQL执行的BufferPool缓存机制

ゝ一纸荒年。 2022-09-12 14:56 195阅读 0赞

### MVCC多版本并发控制机制 ###

Mysql在可重复读隔离级别下如何保证事务较高的隔离性，我们上节课给大家演示过，同样的sql查询语句在一个事务 里多次执行查询结果相同，就算其它事务对数据有修改也不会影响当前事务sql语句的查询结果。  
这个隔离性就是靠MVCC（**Multi-Version Concurrency Control**）机制来保证的，对一行数据的读和写两个操作默认 是不会通过加锁互斥来保证隔离性，避免了频繁加锁互斥，而在串行化隔离级别为了保证较高的隔离性是通过将所有操 作加锁互斥来实现的。  
Mysql在读已提交和可重复读隔离级别下都实现了MVCC机制。

**undo日志版本链与read view机制详解**  
undo日志版本链是指一行数据被多个事务依次修改过后，在每个事务修改完后，Mysql会保留修改前的数据undo回滚 日志，并且用两个隐藏字段trx\_id和roll\_pointer把这些undo日志串联起来形成一个历史记录版本链(见下图，需参考视 频里的例子理解)  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAY29yZTgxNQ_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
在**可重复读隔离级别**，当事务开启，执行任何查询sql时会生成当前事务的一**一致性视图read-view**，该视图在事务结束 之前都不会变化化(**如果是读已提交隔离级别在每次执行查询sql时都会重新生成**)，这个视图由执行查询时所有未提交事 务id数组（数组里最小的id为min\_id）和已创建的最大事务id（max\_id）组成，事务里的任何sql查询结果需要从对应 版本链里的最新数据开始逐条跟read-view做比对从而得到最终的快照结果。  
**版本链比对规则：**

1.  如果 row 的 trx\_id 落在绿色部分( trx\_id<min\_id )，表示这个版本是已提交的事务生成的，这个数据是可见的；
2.  如果 row 的 trx\_id 落在红色部分( trx\_id>max\_id )，表示这个版本是由将来启动的事务生成的，是不可见的(若 row 的 trx\_id 就是当前自己的事务是可见的）；
3.  如果 row 的 trx\_id 落在黄色部分(min\_id <=trx\_id<= max\_id)，那就包括两种情况；  
    （1）若 row 的 trx\_id 在视图数组中，表示这个版本是由还没提交的事务生成的，不可见(若 row 的 trx\_id 就是当前自 己的事务是可见的)；  
    （2） 若 row 的 trx\_id 不在视图数组中，表示这个版本是已经提交了的事务生成的，可见。

对于删除的情况可以认为是update的特殊情况，会将版本链上最新的数据复制一份，然后将trx\_id修改成删除操作的 trx\_id，同时在该条记录的头信息（record header）里的（deleted\_flag）标记位写上true，来表示当前记录已经被 删除，在查询时按照上面的规则查到对应的记录如果delete\_flag标记位为true，意味着记录已被删除，则不返回数据。

**注意：** begin/start transaction 命令并不是一个事务的起点，在执行到它们之后的第一个修改操作InnoDB表的语句， 事务才真正启动，才会向mysql申请事务id，mysql内部是严格按照事务的启动顺序来分配事务id的。

**总结：**  
MVCC机制的实现就是通过read-view机制与undo版本链比对机制，使得不同的事务会根据数据版本链对比规则读取 同一条数据在版本链上的不同版本数据。

### Innodb引擎SQL执行的BufferPool缓存机制 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAY29yZTgxNQ_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]  
**为什么Mysql不能直接更新磁盘上的数据而且设置这么一套复杂的机制来执行SQL了？**  
因为来一个请求就直接对磁盘文件进行随机读写，然后更新磁盘文件里的数据性能可能相当差。  
因为磁盘随机读写的性能是非常差的，所以直接更新磁盘文件是不能让数据库抗住很高并发的。  
Mysql这套机制看起来复杂，但它可以保证每个更新请求都是更新内存BufferPool，然后顺序写日志文件，同时还能 保证各种异常情况下的数据一致性。  
更新内存的性能是极高的，然后顺序写磁盘上的日志文件的性能也是非常高的，要远高于随机读写磁盘文件。  
正是通过这套机制，才能让我们的MySQL数据库在较高配置的机器上每秒可以抗下几干的读写请求。

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