mysql中的隔離性原理詳解

更新時間：2023年08月09日 08:29:59 作者：meihaoshy

這篇文章主要介紹了mysql隔離性的原理,多版本并發(fā)控制(MVCC)是一種用來解決?讀-寫沖突?的無鎖并發(fā)控制,為事務分配單向增長的事務ID，為每個修改保存一個版本，版本與事務ID關聯，讀操作只讀該事務開始前的數據庫的快照,需要的朋友可以參考下

數據庫并發(fā)的三種場景

讀-讀：不存在任何問題，也不需要并發(fā)控制
讀-寫：有線程安全問題，可能會造成事務隔離性問題，可能遇到臟讀，幻讀，不可重復讀
寫-寫：有線程安全問題，可能會存在更新丟失問題

在這三種場景中讀-讀幾乎沒有任何問題所以我們不需要并發(fā)控制

寫-寫并發(fā)只需要加鎖控制即可

所以說我們今天重點討論下讀-寫并發(fā)

MVCC

基本介紹

多版本并發(fā)控制（ MVCC ）是一種用來解決讀-寫沖突的無鎖并發(fā)控制

為事務分配單向增長的事務ID，為每個修改保存一個版本，版本與事務ID關聯，讀操作只讀該事務開始前的數據庫的快照。所以 MVCC 可以為數據庫解決以下問題

在并發(fā)讀寫數據庫時，可以做到在讀操作時不用阻塞寫操作，寫操作也不用阻塞讀操作，提高了數據庫并發(fā)讀寫的性能
同時還可以解決臟讀，幻讀，不可重復讀等事務隔離問題，但不能解決更新丟失問題

在我們理解MVCC之前我們需要知道三個前提知識

3個記錄隱藏字段
undo 日志
Read View

我們下面就分別先介紹下這三個隱藏字段

三個前提知識介紹

三個隱藏字段

DB_TRX_ID ：6 byte，最近修改( 修改/插入 )事務ID，記錄創(chuàng)建這條記錄/最后一次修改該記錄的事務ID
DB_ROLL_PTR : 7 byte，回滾指針，指向這條記錄的上一個版本（簡單理解成，指向歷史版本就行，這些數據一般在 undo log 中）
DB_ROW_ID : 6 byte，隱含的自增ID（隱藏主鍵），如果數據表沒有主鍵， InnoDB 會自動以DB_ROW_ID 產生一個聚簇索引
實際還有一個刪除flag隱藏字段, 既記錄被更新或刪除并不代表真的刪除，而是刪除flag變了

假設我們現在創(chuàng)建并且插入了一條數據代碼和顯示如下

mysql> create table if not exists student(
name varchar(11) not null,
age int not null
);
mysql> insert into student (name, age) values ('張三', 28);
Query OK, 1 row affected (0.05 sec)
mysql> select * from student;
+--------+-----+
| name | age |
+--------+-----+
| 張三 | 28 |
+--------+-----+
1 row in set (0.00 sec)

實際上在Linux隱藏字段的效果就是

在這里插入圖片描述

對于上圖做出一定解釋

假設插入的事務ID是9 那么TRX_ID字段實際上就是9
因為這是我們插入的第一個數據所以說隱式主鍵就是1
因為這是第一個數據沒有更前面的數據了所以說回滾指針指向的就是空
其實還有其他的隱藏字段比如說flag等上面沒有標識出

undo log日志

mySQL 將來是以服務進程的方式，在內存中運行。我們之前所講的所有機制：索引，事務，隔離性，日志等，都是在內存中完成的，即在 MySQL 內部的相關緩沖區(qū)中，保存相關數據，完成各種判斷操作。然后在合適的時候，將相關數據刷新到磁盤當中的。

所以，我們這里理解undo log，簡單理解成，就是 MySQL 中的一段內存緩沖區(qū)，用來保存日志數據的就行。

read view 快照

關于快照讀的知識下面模擬MVCC場景的時候會講

Read View就是事務進行快照讀操作的時候生產的讀視圖 (Read View)，在該事務執(zhí)行的快照讀的那一刻，會生成數據庫系統(tǒng)當前的一個快照，記錄并維護系統(tǒng)當前活躍事務的ID(當每個事務開啟時，都會被分配一個ID, 這個ID是遞增的，所以最新的事務，ID值越大)

Read View 在 MySQL 源碼中,就是一個類，本質是用來進行可見性判斷的。即當我們某個事務執(zhí)行快照讀的時候，對該記錄創(chuàng)建一個 Read View 讀視圖，把它比作條件,用來判斷當前事務能夠看到哪個版本的數據，既可能是當前最新的數據，也有可能是該行記錄的 undo log 里面的某個版本的數據。

下面是 ReadView 結構,但為了減少同學們負擔，我們簡化一下

class ReadView {
	// 省略...
private:
	/** 高水位：大于等于這個ID的事務均不可見*/
	trx_id_t m_low_limit_id;
	/** 低水位：小于這個ID的事務均可見 */
	trx_id_t m_up_limit_id;
	/** 創(chuàng)建該 Read View 的事務ID*/
	trx_id_t m_creator_trx_id;
	/** 創(chuàng)建視圖時的活躍事務id列表*/
	ids_t m_ids;
	/** 配合purge，標識該視圖不需要小于m_low_limit_no的UNDO LOG，
	* 如果其他視圖也不需要，則可以刪除小于m_low_limit_no的UNDO LOG*/
	trx_id_t m_low_limit_no;
	/** 標記視圖是否被關閉*/
	bool m_closed;
	// 省略...
};

m_ids; //一張列表，用來維護Read View生成時刻，系統(tǒng)正活躍的事務ID
up_limit_id; //記錄m_ids列表中事務ID最小的ID
low_limit_id; //ReadView生成時刻系統(tǒng)尚未分配的下一個事務ID，也就是目前已出現過的事務ID的最大值+1
creator_trx_id //創(chuàng)建該ReadView的事務ID

我們在實際讀取數據版本鏈的時候，是能讀取到每一個版本對應的事務ID的，即：當前記錄的DB_TRX_ID 。

那么，我們現在手里面有的東西就有，當前快照讀的 ReadView 和版本鏈中的某一個記錄的DB_TRX_ID 。

那么現在我們的問題就是當前快照讀，應不應該讀到當前版本記錄。一張圖，解決所有問題！

在這里插入圖片描述