MVCC

MVCC 即多版本并发控制，是在并发事务场景下用于支持 RC、RR 隔离级别的实现

四种隔离级别：

  • 读未提交
  • 读已提交（Read Committed）
  • 可重复读（Repeatable Read）
  • 串行

事务隔离是怎么实现的？

在 mysql 中，实际上每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作。记录上的最新值，通过回滚操作（undo log），都可以得到前一个状态的值。

假设一个值从 1 被按顺序改成了 2、3、4，在回滚日志里面就会有类似下面的记录。

这里可以看到一条记录存在多个版本，着就是 MVCC 的 MV 的由来。

mysql 中存在两个“视图”的概念：

  • 一个是 view。它是用一个查询语句定义的虚拟表
  • 另一个是 Innodb 中实现 MVCC 时用到的一致性读视图（consistent read view），用于支持 RC、RR 隔离级别的实现

一致性视图的创建时机有两种：

  • 在 begin/start transaction 后的第一条语句开始时创建
  • 在 执行 start transaction with consistent snapshot 时创建

这个 一致性视图 是什么东西？它其实就是一个“快照”，如果在可重复读隔离级别下的话，是对整个库的快照。它是怎么实现的呢？（即 MVCC 是怎么实现 RC、RR 隔离级别的呢？）

分四部分讲：

  • 事务 ID
  • 行记录隐藏列
  • undo log
  • ReadView

事务 ID

innodb 里面每个事务有一个唯一的事务 ID，它是事务开始时向 innodb 的事务系统申请的，是按申请顺序严格递增的。

行记录的隐藏列

  • row_id: 隐藏的行 ID ，用来生成默认的聚集索引。如果创建数据表时没指定聚集索引，这时 innodb 就会用这个隐藏 ID 来创建聚集索引。采用聚集索引的方式可以提升数据的查找效率
  • trx_id: 即最后一个对数据插入或者更新的事务 ID，每一次事务对索引对应的记录进行改动时，都会把该事务的 ID 赋值给 trx_id

undo log

undo log

这里 U1、U2、U3 都是 undo log，如果最新版本的记录 V4 要回到 V3 只要通过 U3 就可以了，同理回到 V2 只要通过 U3、U2 就可以了。

ReadView

ReadView 中主要包含4个比较重要的内容：

  • m_ids：表示在生成 ReadView 时当前系统中活跃（值事务启动了但还没提交）的读写事务的事务 id 列表
  • min_trx_id：表示在生成 ReadView 时当前系统中活跃的读写事务中最小的事务 id，也就是 m_ids 中的最小值
  • max_trx_id：表示生成 ReadView 时系统中应该分配给下一个事务的 id 值
  • creator_trx_id：表示生成该 ReadView 的事务的事务 id

ReadView

ReadView 是如何工作的？

有了这些信息，这样在访问某条记录时，只需要按照下边的步骤判断记录的某个版本是否可见：

  • 果被访问版本的 trx_id 属性值与 ReadView 中的 creator_trx_id 值相同，意味着当前事务在访问它自己修改过的记录，所以该版本可以被当前事务访问
  • 如果被访问版本的 trx_id 属性值小于 ReadView 中的 min_trx_id 值，表明生成该版本的事务在当前事务生成 ReadView 前已经提交，所以该版本可以被当前事务访问
  • 如果被访问版本的 trx_id 属性值大于 ReadView 中的 max_trx_id 值，表明生成该版本的事务在当前事务生成 ReadView 后才开启，所以该版本不可以被当前事务访问
  • 如果被访问版本的 trx_id 属性值在 ReadView 的 min_trx_id 和 max_trx_id 之间，那就需要判断一下 trx_id 属性值是不是在 m_ids 列表中，如果在，说明创建 ReadView 时生成该版本的事务还是活跃的，该版本不可以被访问；如果不在，说明创建 ReadView 时生成该版本的事务已经被提交，该版本可以被访问

innodb 利用了 “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。