Mysql-MVCC多版本并发控制详解

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
RDS MySQL Serverless 高可用系列,价值2615元额度,1个月
简介: Mysql-MVCC多版本并发控制详解

1、MVCC


MVCC,全称Multi-Version Concurrency Control,即多版本并发控制。MVCC是一种并发控制的方法,一般在数据库管理系统中,实现对数据库的并发访问,在编程语言中实现事务内存。


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。




2、当前读


像select lock in share mode(共享锁), select for update ; update, insert ,delete(排他锁)这些操作都是一种当前读,为什么叫当前读?就是它读取的是记录的最新版本,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。




3、快照读(提高数据库的并发查询能力)


像不加锁的select操作就是快照读,即不加锁的非阻塞读;快照读的前提是隔离级别不是串行级别,串行级别下的快照读会退化成当前读;之所以出现快照读的情况,是基于提高并发性能的考虑,快照读的实现是基于多版本并发控制,即MVCC,可以认为MVCC是行锁的一个变种,但它在很多情况下,避免了加锁操作,降低了开销;既然是基于多版本,即快照读可能读到的并不一定是数据的最新版本,而有可能是之前的历史版本




4、当前读、快照读、MVCC关系


MVCC多版本并发控制指的是维持一个数据的多个版本,使得读写操作没有冲突,快照读是MySQL为实现MVCC的一个非阻塞读功能。MVCC模块在MySQL中的具体实现是由三个隐式字段,undo日志、read view三个组件来实现的。




5、MVCC实现原理


mvcc的实现原理主要依赖于记录中的三个隐藏字段,undolog,read view来实现的。


隐藏字段


行记录除了我们自定义的字段外,还有数据库隐式定义的DB_TRX_ID,DB_ROLL_PTR,DB_ROW_ID等字段

DB_TRX_ID


6字节,最近修改事务id,记录创建这条记录或者最后一次修改该记录的事务id

DB_ROLL_PTR

7字节,回滚指针,指向这条记录的上一个版本,用于配合undolog,指向上一个旧版本

DB_ROW_JD

6字节,隐藏的主键,如果数据表没有主键,那么innodb会自动生成一个6字节的row_id


undo log

undolog被称之为回滚日志,表示在进行insert,delete,update操作的时候产生的方便回滚的日志 当进行insert操作的时候,产生的undolog只在事务回滚的时候需要,并且在事务提交之后可以被立刻丢弃 当进行update和delete操作的时候


产生的undolog不仅仅在事务回滚的时候需要,在快照读的时候也需要,所以不能随便删除,只有在快照读或事务回滚不涉及该日志时,对应的日志才会被purge线程统一清除(当数据发生更新和删除操作的时候都只是设置一下老记录的deleted_bit,并不是真正的将过时的记录删除,因为为了节省磁盘空间,innodb有专门的purge线程来清除deleted_bit为true的记录,如果某个记录的deleted_id为true,并且DB_TRX_ID相对于purge线程的read view 可见,那么这条记录一定时可以被清除的)



Read View


Read View是事务进行快照读操作的时候生产的读视图,在该事务执行快照读的那一刻,会生成一个数据系统当前的快照,记录并维护系统当前活跃事务的id,事务的id值是递增的。


其实Read View的最大作用是用来做可见性判断的,也就是说当某个事务在执行快照读的时候,对该记录创建一个Read View的视图,把它当作条件去判断当前事务能够看到哪个版本的数据,有可能读取到的是最新的数据,也有可能读取的是当前行记录的undolog中某个版本的数据


Read View遵循的可见性算法主要是将要被修改的数据的最新记录中的DBTRXID(当前事务id)取出来,与系统当前其他活跃事务的id去对比,如果DBTRXID跟Read View的属性做了比较,不符合可见性,那么就通过DBROLLPTR回滚指针去取出undolog中的DBTRXID做比较,即遍历链表中的DBTRXID,直到找到满足条件的DBTRXID


这个DBTRXID所在的旧记录就是当前事务能看到的最新老版本数据。 首先要知道Read View中的三个全局属性:


trx_list:一个数值列表,用来维护Read View生成时刻系统正活跃的事务ID(1,2,3)

uplimitid:记录trx_list列表中事务ID最小的ID(1)

lowlimitid:Read View生成时刻系统尚未分配的下一个事务ID,(4)


具体的比较规则如下:


1、首先比较DBTRXID < uplimitid,如果小于,则当前事务能看到DBTRXID所在的记录,如果大于等于进入下一个判断


2、接下来判断DBTRXID >= lowlimitid,如果大于等于则代表DBTRXID所在的记录在Read View生成后才出现的,那么对于当前事务肯定不可见,如果小于,则进入下一步判断


3、判断DBTRXID是否在活跃事务中,如果在,则代表在Read View生成时刻,这个事务还是活跃状态,还没有commit,修改的数据,当前事务也是看不到,如果不在,则说明这个事务在Read View生成之前就已经开始commit,那么修改的结果是能够看见的




6、MVCC核心思想


MVCC 的核心思想是: 我可以查到在我这个事务开始之前已经存在的数据,即使它在后面被修改或者删除了。在我这个事务之后新增的数据,我是查不到的。


MVCC查找规则:只能查找创建时间小于等于当前事务ID的数据和删除时间大于当前事务ID的行(或未删除)


image.png


如图,在Transaction1事务中插入两条数据,并提交事务,然后在Transaction2事务中读取,读取到两条数据


image.png


如图,在Transaction3事务中插入一条为老连的数据,然后在Transaction2事务读取,根据mvcc规则,不能查到在我的事务开始之后插入插入的数据,老连的创建ID大于2,所以只能查到两条数据


image.png

如图,在Transaction4事务中删除id为2的数据,然后在Transaction2事务读取,根据mvcc规则,可以查到在我的事务开始之后插删除的数据,老晁还是可以查出来所以还是查到两条数据


image.png

如图,在Transaction5事务中下,添加一条name=涛哥的数据,删除id=1数据,修改name=涛哥的id为1,然后在Transaction2事务读取,根据mvcc规则,可以查到在我的事务开始之后插删除的数据,老严还是可以查出来,所以还是查到两条数据


通过以上演示我们能看到,通过版本号的控制,无论其他事务是插入、修改、删除,Transaction2事务查询到的数据都没有变化。



相关实践学习
如何在云端创建MySQL数据库
开始实验后,系统会自动创建一台自建MySQL的 源数据库 ECS 实例和一台 目标数据库 RDS。
全面了解阿里云能为你做什么
阿里云在全球各地部署高效节能的绿色数据中心,利用清洁计算为万物互联的新世界提供源源不断的能源动力,目前开服的区域包括中国(华北、华东、华南、香港)、新加坡、美国(美东、美西)、欧洲、中东、澳大利亚、日本。目前阿里云的产品涵盖弹性计算、数据库、存储与CDN、分析与搜索、云通信、网络、管理与监控、应用服务、互联网中间件、移动服务、视频服务等。通过本课程,来了解阿里云能够为你的业务带来哪些帮助 &nbsp; &nbsp; 相关的阿里云产品:云服务器ECS 云服务器 ECS(Elastic Compute Service)是一种弹性可伸缩的计算服务,助您降低 IT 成本,提升运维效率,使您更专注于核心业务创新。产品详情: https://www.aliyun.com/product/ecs
相关文章
|
1月前
|
存储 关系型数据库 MySQL
MySQL MVCC全面解读:掌握并发控制的核心机制
【10月更文挑战第15天】 在数据库管理系统中,MySQL的InnoDB存储引擎采用了一种称为MVCC(Multi-Version Concurrency Control,多版本并发控制)的技术来处理事务的并发访问。MVCC不仅提高了数据库的并发性能,还保证了事务的隔离性。本文将深入探讨MySQL中的MVCC机制,为你在面试中遇到的相关问题提供全面的解答。
170 2
|
2月前
|
缓存 关系型数据库 MySQL
MySQL并发支撑底层Buffer Pool机制详解
【10月更文挑战第18天】在数据库系统中,磁盘IO操作是性能瓶颈之一。为了提高数据访问速度,减少磁盘IO,MySQL引入了缓存机制。其中,Buffer Pool是InnoDB存储引擎中用于缓存磁盘上的数据页和索引页的内存区域。通过缓存频繁访问的数据和索引,Buffer Pool能够显著提高数据库的读写性能。
129 2
|
2月前
|
SQL 关系型数据库 MySQL
案例剖析:MySQL唯一索引并发插入导致死锁!
案例剖析:MySQL唯一索引并发插入导致死锁!
171 0
案例剖析:MySQL唯一索引并发插入导致死锁!
|
1月前
|
关系型数据库 MySQL
mysql 5.7.x版本查看某张表、库的大小 思路方案说明
mysql 5.7.x版本查看某张表、库的大小 思路方案说明
67 5
|
1月前
|
存储 关系型数据库 MySQL
MySQL MVCC深度解析:掌握并发控制的艺术
【10月更文挑战第23天】 在数据库领域,MVCC(Multi-Version Concurrency Control,多版本并发控制)是一种重要的并发控制机制,它允许多个事务并发执行而不产生冲突。MySQL作为广泛使用的数据库系统,其InnoDB存储引擎就采用了MVCC来处理事务。本文将深入探讨MySQL中的MVCC机制,帮助你在面试中自信应对相关问题。
141 3
|
1月前
|
关系型数据库 MySQL
mysql 5.7.x版本查看某张表、库的大小 思路方案说明
mysql 5.7.x版本查看某张表、库的大小 思路方案说明
36 1
|
2月前
|
存储 关系型数据库 MySQL
优化 MySQL 的锁机制以提高并发性能
【10月更文挑战第16天】优化 MySQL 锁机制需要综合考虑多个因素,根据具体的应用场景和需求进行针对性的调整。通过不断地优化和改进,可以提高数据库的并发性能,提升系统的整体效率。
113 1
|
2月前
|
Java 关系型数据库 MySQL
【编程基础知识】Eclipse连接MySQL 8.0时的JDK版本和驱动问题全解析
本文详细解析了在使用Eclipse连接MySQL 8.0时常见的JDK版本不兼容、驱动类错误和时区设置问题,并提供了清晰的解决方案。通过正确配置JDK版本、选择合适的驱动类和设置时区,确保Java应用能够顺利连接MySQL 8.0。
241 1
|
2月前
|
SQL 关系型数据库 MySQL
MySQL 是怎么做并发控制的?
本文以 MySQL 8.0.35 的代码为例,尝试对 MySQL 中的并发访问控制进行一个整体的介绍。
|
2月前
|
SQL JSON 关系型数据库
MySQL是一个广泛使用的开源关系型数据库管理系统,它有许多不同的版本
【10月更文挑战第3天】MySQL是一个广泛使用的开源关系型数据库管理系统,它有许多不同的版本
174 5