数据库多版本并发控制MVCC

用户6182664

发布于 2019-09-30 14:37:28

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发布于 2019-09-30 14:37:28

多版本并发控制（Multi-Version Concurrency Control, MVCC）是 MySQL 的 InnoDB 存储引擎实现隔离级别的一种具体方式，用于实现提交读和可重复读这两种隔离级别。而未提交读隔离级别总是读取最新的数据行，无需使用 MVCC。可串行化隔离级别需要对所有读取的行都加锁，单纯使用 MVCC 无法实现。

MVCC提供并发访问数据库时，对事务内读取的到的内存做处理，用来避免写操作堵塞读操作的并发问题。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。

一、创建表结构

数据库表创建时，内部的隐藏列ROW_ID（行号）、DB_TRX_ID（事务id）、DB_ROLL_PTR（回滚指针）；行号，模拟数据的存在的地址，事务ID，存放事务ID，回滚指针，上次提交数据事务的ID，方便回滚，类似链表的指针，指向上一条数据。

create table mvcc (

         -- INNODB 隐藏列    
       ROW_ID bigint not null auto_increment primary key, -- 行号，模拟指针地址    
       MY_DB_TRX_ID int not null, -- 事务id    
       MY_DB_ROLL_PTR bigint, -- 回滚指针    
       DELETED bit, -- 删除标识    
       -- 真实字段    
       id bigint, -- 主键id    
      name varchar(32) -- 名称
) charset 'utf8', engine 'innodb';

二、初始化数据

insert into mvcc (MY_DB_TRX_ID, MY_DB_ROLL_PTR, DELETED, id, name) values (1, null, null, 1, '用来修改'), (2, null, null, 2, '用来删除'), (3, null, null, 3, 'test');

行号ID模拟，事务ID，处理该条记录的事务的ID，该条数据的事务ID为累加，不可缩减。回滚指针为空，是因为该条数据没有上一次事务，因此回滚指针为空。id、name为用户能够看到的数据。

三、模拟查询数据

举例，当累计查询，修改后，事务ID到目前为11；即MY_DB_TRX_ID = 11；

目标：查询ID = 1的数据

要执行的sql：select * from mvcc where id = 1;

1.实际内部查询的逻辑，查看比当前事务ID小的最近的一条ID = 1的数据，翻译成sql为：

select * from mvcc where id = 1 and MY_DB_TRX_ID <= 11 order by MY_DB_TRX_ID desc limit 1;

查询结果：

四、事务ID = 12修改数据

当前事务ID = 12 ，修改ID = 1的数据

要执行的sql: update mvcc set name = '修改后的数据' where id = 1;

1.查询到满足条件的行

select ROW_ID from mvcc where id = 1 and MY_DB_TRX_ID <= 12 order by MY_DB_TRX_ID desc limit 1

2.复制目标数据

insert into mvcc (MY_DB_TRX_ID, MY_DB_ROLL_PTR, DELETED, id, name) select MY_DB_TRX_ID, MY_DB_ROLL_PTR, DELETED, id, name from mvcc where ROW_ID = 1;

执行结果：

3.修改数据，并将DB_TRX_ID改为当前事务id，将当前行DB_ROLL_PTR指向复制的行

update mvcc set name = '修改后的数据', MY_DB_TRX_ID = 12, MY_DB_ROLL_PTR = 4 where ROW_ID = 1;

执行结果：

4.当事务12查询数据时

执行的思路，翻译为sql为：

select * from mvcc where id = 1 and MY_DB_TRX_ID <= 12 order by MY_DB_TRX_ID desc limit 1;

查到的数据是正常的更新后的数据。id = 1对应的内容是“修改后的数据”；

5.当事务11查询时

select * from mvcc where id = 1 and MY_DB_TRX_ID <= 11 order by MY_DB_TRX_ID desc limit 1;

查询到的是原本的数据id = 1对应的内容为：“用来修改”。保证了可重复读。

五、事务12删除数据

要执行的sql:delete from mvcc where id = 2;

1.1、查询到满足条件的行并复制一份

select ROW_ID from mvcc where id = 2 and MY_DB_TRX_ID <= 12 and DELETED is null order by MY_DB_TRX_ID desc limit 1;
insert into mvcc (MY_DB_TRX_ID, MY_DB_ROLL_PTR, DELETED, id, name)
select MY_DB_TRX_ID, MY_DB_ROLL_PTR, DELETED, id, name
from mvcc where ROW_ID = 2; -- 5

执行结果：