【MySQL】版本并发控制MVCC

一致性视图

MySQL中，有两个视图的概念：

• 一个是view，它是用查询语句定义的虚拟表，在调用时执行查询语句，并且生成结果。

• 另一个是InnoDB在实现MVCC时用到的一致性读视图，用于支持RC和RR隔离级别。

对隔离级别的影响

隔离级别是利用一致性视图来实现的：

• 可重复读隔离级别下，视图是在事务启动时创建的，整个事务存在期间都用这个视图。

• 读提交级别下，视图是在每个SQL语句开始执行时创建的。

• 读未提交级别下，直接返回记录上的最新值，没有视图概念。

• 串行化级别下，通过直接加锁的方式避免并行访问。

事务启动时机

begin/start transaction并不是一个事务的启动时间，只有执行到它们之后第一个操作InnoDB表的语句时，事务才启动。

对于可重复读隔离级别，一致性视图是在执行第一个快照读语句时创建。也可以使用start transaction with consistent snapshot启动一个事务，同时立即创建一个一致性视图。

如果autocommit=1，则每个语句就是一个事务，InnoDB会隐式执行begin和commit。

事务ID

InnoDB的每个事务有一个唯一的事务ID，叫transaction id。事务开始时申请，严格递增。

每行数据都有多个版本，每个版本有自己的row trx_id。事务更新数据时，会生成新的数据版本，并且把transaction id赋值给这个版本的row trx_id。

视图数组

视图数组里保存的是，启动了但是还没提交的事务ID。

数组里事务ID最小值称为低水位，系统已经创建过的事务ID最大值称为高水位。

视图数组和高水位，组成了当前事务的一致性视图(read-view)。数据版本的可见性，是基于数据的row trx_id和一致性视图对比得到。

InnoDB就是这样利用所有数据都有多个版本的特性，实现了秒级创建快照的能力。

数据可见性

对于某个数据版本的row trx_id：

• 如果等于当前事务的事务ID，当前事务可见。

• 如果小于低水位，当前事务可见。

• 如果大于高水位，当前事务不可见。

• 如果不小于低水位不大于高水位，且不在视图数组中，当前事务可见。

• 如果不小于低水位不大于高水位，且在视图数组中，不可见。

总结就是，对于一个事务视图：

• 自己的更新总可见。

• 版本未提交，不可见。

• 版本已提交，但是是在视图创建后提交，不可见。

• 版本已提交，而且是在视图创建前提交，可见。

MVCC

回滚日志

每条记录更新时，都会记录一条回滚日志。通过回滚日志，可以得到前一个状态的值。

MVCC

同一条记录在系统中可以存在多个版本，这就是版本并发控制（MVCC）。

不同时刻启动的事务有不同的一致性视图，一致性视图结合回滚日志实现数据的版本并发控制。

通过一致性视图判断当前版本数据是否可见，如果不可见，就使用回滚日志查找它的上一个版本。

当没有事务需要用到这些回滚日志时，即没有比这个回滚日志更早的视图，回滚日志会被清除。

当前读

当前读总是读取已经提交完成的最新版本，并且会对读取的记录加锁。

更新数据时都是先读后写的，而且只能读当前值，此时的读是当前读。

查询数据时，如果对select语句显式加锁，则也是当前读。加锁逻辑为：

• lock in share mode加读锁（S锁，共享锁）。

• for update加写锁（X锁，排他锁）。

当前读的实现

当前读是依靠next-key锁来实现的。

快照读

快照读总是读取记录的可见版本，不用加锁。如简单的select语句即为快照读。

快照读的实现

快照读依靠MVCC和undo log来实现的。