【MySQL高级篇笔记-多版本并发控制MVCC(下) 】

末蓝、 2023-10-12 15:12 60阅读 0赞

此笔记为[尚硅谷][Link 1][MySQL高级][MySQL]篇部分内容

**目录**

一、什么是MVCC

二、快照读与当前读

1、快照读

2、当前读

三、复习

1、再谈隔离级别

2、隐藏字段、Undo Log版本链

四、MVCC实现原理之ReadView

1、什么是ReadView

2、设计思路

3、ReadView的规则

4、MVCC整体操作流程

五、举例说明

1、READ COMMITTED隔离级别下

2、REPEATABLE READ隔离级别下

3、如何解决幻读

六、总结

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# 一、什么是MVCC #

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> MVCC （Multiversion Concurrency Control），多版本并发控制。顾名思义，MVCC 是通过数据行的多个版本管理来实现数据库的`并发控制`。这项技术使得在InnoDB的事务隔离级别下执行`一致性读`操作有了保证。换言之，就是为了查询一些正在被另一个事务更新的行，并且可以看到它们被更新之前的值，这样在做查询的时候就不用等待另一个事务释放锁。
> 
> MVCC没有正式的标准，在不同的DBMS中MVCC的实现方式可能是不同的，也不是普遍使用的(大家可以参考相关的DBMS文档)。这里讲解InnoDB 中MVCC的实现机制（MySQL其它的存储引擎并不支持它)

> 面试官问你是怎么理解MVCC？  
> 回答：MVCC的实现依赖于**隐藏字段、Undo Log、Read View**。

# 二、快照读与当前读 #

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> MVCC在MySQL InnoDB中的实现主要是为了提高数据库并发性能，用更好的方式去处理 读-写冲突 ，做到即使有读写冲突时，也能做到 不加锁 ， 非阻塞并发读 ，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。而MVCC本质是采用乐观锁思想的一种方式。

## 1、快照读 ##

快照读又叫一致性读，读取的是快照数据。**不加锁的简单的 SELECT 都属于快照读**，即不加锁的非阻塞读；比如这样：

![38dfa6a8d10d4d359187dd137e71b68e.png][]

## 2、当前读 ##

当前读读取的是记录的最新版本（最新数据，而不是历史版本的数据），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。加锁的 SELECT，或者对数据进行增删改都会进行当前读。比如：

![c2430f721ad044f19f4440e41afb7635.png][]

# 三、复习 #

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## 1、再谈隔离级别 ##

我们知道事务有 4 个隔离级别，可能存在三种并发问题：

![57522c14f1044739a540a77210700c85.png][]

> 在MySQL中，默认的隔离级别是可重复读，可以解决脏读和不可重复读的问题，如果仅从定义的角度来看，它并不能解决幻读问题。如果我们想要解决幻读问题，就需要采用串行化的方式，也就是将隔离级别提升到最高，但这样一来就会大幅降低数据库的事务并发能力。
> 
> MVCC 可以不采用锁机制，而是通过乐观锁的方式来解决不可重复读和幻读问题!它可以在大多数情况下替代行级锁，降低系统的开销

另图：

![f2622f3ead10486b84a4772e7de43f34.png][]

## 2、隐藏字段、Undo Log版本链 ##

> 回顾一下undo日志的版本链，对于使用`InnoDB`存储引擎的表来说，它的聚簇索引记录中都包含两个必 要的隐藏列(字段)。
> 
>  *  trx\_id：每次一个事务对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把该事务的事务id赋值给trx\_id隐藏列。
>  *  roll\_pointer：每次对某条聚簇索引记录进行改动时，都会把旧的版本写入到`undo日志`中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，可以通过它来找到该记录修改前的信息。

![4e6622a3a3464dbc81eebf91136b4bb2.png][]

> insert undo只在事务回滚时起作用，当事务提交后，该类型的undo日志就没用了，它占用的UndoLog Segment也会被系统回收（也就是该undo日志占用的Undo页面链表要么被重用，要么被释放）。

![69b82428e04c48998477a5a7f33ec6ff.png][]

![96931a306dab426aaf6a4304c442f2f9.png][]

# 四、MVCC实现原理之ReadView #

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MVCC 的实现依赖于：**隐藏字段、Undo Log、Read View**。

## 1、什么是ReadView ##

> 在MVCC机制中，多个事务对同一个行记录进行更新会产生多个历史快照，这些历史快照保存在Undo Log里。如果一个事务想要查询这个行记录，需要读取哪个版本的行记录呢?这时就需要用到ReadView了，它帮我们解决了行的可见性问题。
> 
> ReadView就是事务在使用MVCC机制进行快照读操作时产生的读视图。当事务启动时，会生成数据库系统当前的一个快照，InnoDB为每个事务构造了一个数组，用来记录并维护系统当前活`跃事务的ID`(“活跃"指的就是，启动了但还没提交)

## 2、设计思路 ##

![131e513c349a497798e13d9bee883da8.png][]

## 3、ReadView的规则 ##

![364bbeb8481d44d284c23f2d8b34ab56.png][]

## 4、MVCC整体操作流程 ##

> 了解了这些概念之后，我们来看下当查询一条记录的时候，系统如何通过MVCC找到它：
> 
> 1.  首先获取事务自己的版本号，也就是事务 ID；
> 2.  生成 ReadView；
> 3.  查询得到的数据，然后与 ReadView 中的事务版本号进行比较；
> 4.  如果不符合 ReadView 规则，就需要从 Undo Log 中获取历史快照；
> 5.  最后返回符合规则的数据。

![95800d40eec7489086f8c79b1315a4aa.png][]

> **注意**：此时同样的查询语句都会重新获取一次 Read View，这时如果 Read View 不同，就可能产生不可重复读或者幻读的情况。

![ac6a260bdc624e6eb4e291ffe2dfc51b.png][]

# 五、举例说明 #

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## 1、READ COMMITTED隔离级别下 ##

**READ COMMITTED ：每次读取数据前都生成一个ReadView** 。

![788150fda30f4d2a9ed167cb8f37fa07.png][]

![484915cee617439eba7633145a24f50d.png][]

![6becbcc9063f4bc7a1a210617312ce48.png][]

![5ac6721a6cb540caa5201729f0552c72.png][]

![1c320f04a45e48f1b4b91a441b2f3f67.png][]

## 2、REPEATABLE READ隔离级别下 ##

![9dc1758688c3444db990b020b6bc0c72.png][]

![f413d0e2f9584e22873069a24e4e5c36.png][]

![5463a379ea26442fa09c378530b142b4.png][]

![d447a46c80ab4eeea5e5747ee63c34a6.png][]

![378f28841b79459d8e04b357996c3bae.png][]

## 3、如何解决幻读 ##

![77f02b10f37b4ad4a1404896dac6ed3b.png][]

![f19b5f4404f240e89b8c62c889389c43.png][]

![0cf962708b2244309a62795efb1cd0a6.png][]

# 六、总结 #

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> 这里介绍了`MVCC`在`READ COMMITTD`、`REPEATABLE READ`这两种隔离级别的事务在执行快照读操作时访问记录的版本链的过程。这样使不同事务的读-写、写-读操作并发执行，从而提升系统性能。
> 
> 核心点在于 ReadView 的原理，`READ COMMITTD`、`REPEATABLE READ`这两个隔离级别的一个很大不同就是生成ReadView的时机不同：
> 
>  *  `READ COMMITTD`在每一次进行普通SELECT操作前都会生成一个ReadView
>  *  `REPEATABLE READ`只在第一次进行普通SELECT操作前生成一个ReadView，之后的查询操作都重复使用这个ReadView就好了。

> **说明:** 我们之前说执行DELETE语句或者更新主键的UPDATE语句并不会立即把对应的记录完全从页面中删除,而是执行一个所谓的delete mark操作，相当于只是对记录打上了一个删除标志位，这主要就是为MVC服务的。

> 通过MVCC我们可以解决:
> 
> 1.  `读写之间阻塞的问题`。通过MVCC可以让读写互相不阻塞，即读不阻塞写，写不阻塞读，这样就可以提升事 务并发处理能力。
> 2.  `降低了死锁的概率`。这是因为MVCC采用了乐观锁的方式，读取数据时并不需要加锁，对于写操作，也只锁 定必要的行。
> 3.  `解决快照读的问题`。当我们查询数据库在某个时间点的快照时，只能看到这个时间点之前事务提交更新的结 果，而不能看到这个时间点之后事务提交的更新结果。

高级篇笔记PDF自取

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