数据库 MySQL事务与MVCC如何实现的隔离级别

水深无声 2022-10-06 04:43 153阅读 0赞

### 数据库 MySQL事务与MVCC如何实现的隔离级别 ###

*  1.数据库介绍
 *   *  1.1 事务四大特性（ACID）
     *  1.2 事务隔离级别
 *  2. 事务和MVCC原理
 *   *  2.1 不同事物同时操作同一条数据产生的问题
     *  2.2 LBCC解决数据丢失
     *  2.3 MVCC解决数据丢失
     *  2.4 InnoDB的MVCC实现原理
     *  2.5 MVCC总结

# 1.数据库介绍 #

## 1.1 事务四大特性（ACID） ##

原子性(atomicity)： 事务的最小工作单元，要么全成功，要么全失败。
    
    一致性(consistency)： 事务开始和结束后，数据库的完整性不会被破坏。
    
    隔离性(isolation)： 不同事务之间互不影响，四种隔离级别为RU（读未提交）、RC（读已提交）、RR（可重复读）、SERIALIZABLE （串行化）。
    
    持久性(durability)： 事务提交后，对数据的修改是永久性的，即使系统故障也不会丢失。

## 1.2 事务隔离级别 ##

读未提交（Read UnCommitted/RU）
    又称为脏读，一个事务可以读取到另一个事务未提交的数据。这种隔离级别岁最不安全的一种，因为未提交的事务是存在回滚的情况。
    
    读已提交（Read Committed/RC）
    又称为不可重复读，一个事务因为读取到另一个事务已提交的修改数据，导致在当前事务的不同时间读取同一条数据获取的结果不一致。
    
    可重复读（Repeatable Read/RR）
    又称为幻读，一个事物读可以读取到其他事务提交的数据，但是在RR隔离级别下，当前读取此条数据只可读取一次，在当前事务中，不论读取多少次，数据任然是第一次读取的值，不会因为在第一次读取之后，其他事务再修改提交此数据而产生改变。因此也成为幻读，因为读出来的数据并不一定就是最新的数据。
    
    串行化（Serializable）
    所有的数据库的读或者写操作都为串行执行，当前隔离级别下只支持单个请求同时执行，所有的操作都需要队列执行。所以种隔离级别下所有的数据是最稳定的，但是性能也是最差的。数据库的锁实现就是这种隔离级别的更小粒度版本。

# 2. 事务和MVCC原理 #

## 2.1 不同事物同时操作同一条数据产生的问题 ##

简单描述一下吧，两个事务A与事务B同时操作同一条数据，比如

1.  A查询账户余额1000，B查询出1000
2.  A扣除100，B存入100，都没有提交事务。
3.  此时无论AB谁先提交事务数据都是错的，后提交事务的总会把之前提交的数据覆盖掉。

## 2.2 LBCC解决数据丢失 ##

LBCC，基于锁的并发控制，Lock Based Concurrency Control。

使用锁的机制，在当前事务需要对数据修改时，将当前事务加上锁，同一个时间只允许一条事务修改当前数据，其他事务必须等待锁释放之后才可以操作。

## 2.3 MVCC解决数据丢失 ##

MVCC，多版本的并发控制，Multi-Version Concurrency Control。

使用版本来控制并发情况下的数据问题，在B事务开始修改账户且事务未提交时，当A事务需要读取账户余额时，此时会读取到B事务修改操作之前的账户余额的副本数据，但是如果A事务需要修改账户余额数据就必须要等待B事务提交事务。

MVCC使得数据库读不会对数据加锁，普通的SELECT请求不会加锁，提高了数据库的并发处理能力。借助MVCC，数据库可以实现READ COMMITTED，REPEATABLE READ等隔离级别，用户可以查看当前数据的前一个或者前几个历史版本，保证了ACID中的I特性（隔离性)

## 2.4 InnoDB的MVCC实现原理 ##

InnoDB存储引擎保存的MVCC的数据  
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。

## 2.5 MVCC总结 ##

MVCC并不能解决事务并发过程中的问题，解决的是READ COMMITTD 、REPEATABLE READ 这两种隔离级别读写，写读中的数据隔离问题。

所谓的MVCC（Multi-Version Concurrency Control ，多版本并发控制）指的就是在使用 READ COMMITTD 、REPEATABLE 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）。