1 什么是MVCC

MVCC全稱是： Multiversion concurrency control，多版本并發(fā)控制，提供并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫時，對事務內讀取的到的內存做處理，用來避免寫操作堵塞讀操作的并發(fā)問題。

舉個例子，程序員A正在讀數(shù)據(jù)庫中某些內容，而程序員B正在給這些內容做修改（假設是在一個事務內修改，大概持續(xù)10s左右），A在這10s內 則可能看到一個不一致的數(shù)據(jù)，在B沒有提交前，如何讓A能夠一直讀到的數(shù)據(jù)都是一致的呢？

有幾種處理方法，第一種： 基于鎖的并發(fā)控制，程序員B開始修改數(shù)據(jù)時，給這些數(shù)據(jù)加上鎖，程序員A這時再讀，就發(fā)現(xiàn)讀取不了，處于等待情況，只能等B操作完才能讀數(shù)據(jù)，這保證A不會讀到一個不一致的數(shù)據(jù)，但是這個會影響程序的運行效率。還有一種就是：MVCC，每個用戶連接數(shù)據(jù)庫時，看到的都是某一特定時刻的數(shù)據(jù)庫快照，在B的事務沒有提交之前，A始終讀到的是某一特定時刻的數(shù)據(jù)庫快照，不會讀到B事務中的數(shù)據(jù)修改情況，直到B事務提交，才會讀取B的修改內容。

一個支持MVCC的數(shù)據(jù)庫，在更新某些數(shù)據(jù)時，并非使用新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)，而是標記舊數(shù)據(jù)是過時的，同時在其他地方新增一個數(shù)據(jù)版本。因此，同一份數(shù)據(jù)有多個版本存儲，但只有一個是最新的。

MVCC提供了 時間一致性的 處理思路，在MVCC下讀事務時，通常使用一個時間戳或者事務ID來確定訪問哪個狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫及哪些版本的數(shù)據(jù)。讀事務跟寫事務彼此是隔離開來的，彼此之間不會影響。假設同一份數(shù)據(jù)，既有讀事務訪問，又有寫事務操作，實際上，寫事務會新建一個新的數(shù)據(jù)版本，而讀事務訪問的是舊的數(shù)據(jù)版本，直到寫事務提交，讀事務才會訪問到這個新的數(shù)據(jù)版本。

MVCC有兩種實現(xiàn)方式，第一種實現(xiàn)方式是將數(shù)據(jù)記錄的多個版本保存在數(shù)據(jù)庫中，當這些不同版本數(shù)據(jù)不再需要時，垃圾收集器回收這些記錄。這個方式被PostgreSQL和Firebird/Interbase采用，SQL Server使用的類似機制，所不同的是舊版本數(shù)據(jù)不是保存在數(shù)據(jù)庫中，而保存在不同于主數(shù)據(jù)庫的另外一個數(shù)據(jù)庫tempdb中。第二種實現(xiàn)方式只在數(shù)據(jù)庫保存最新版本的數(shù)據(jù)，但是會在使用undo時動態(tài)重構舊版本數(shù)據(jù)，這種方式被Oracle和MySQL/InnoDB使用。

2、InnoDB的MVCC實現(xiàn)機制

　　MVCC可以認為是行級鎖的一個變種，它可以在很多情況下避免加鎖操作，因此開銷更低。MVCC的實現(xiàn)大都都實現(xiàn)了非阻塞的讀操作，寫操作也只鎖定必要的行。InnoDB的MVCC實現(xiàn)，是通過保存數(shù)據(jù)在某個時間點的快照來實現(xiàn)的。一個事務，不管其執(zhí)行多長時間，其內部看到的數(shù)據(jù)是一致的。也就是事務在執(zhí)行的過程中不會相互影響。下面我們簡述一下MVCC在InnoDB中的實現(xiàn)。

　　InnoDB的MVCC，通過在每行記錄后面保存兩個隱藏的列來實現(xiàn)：一個保存了行的創(chuàng)建時間，一個保存行的過期時間（刪除時間），當然，這里的時間并不是時間戳，而是系統(tǒng)版本號，每開始一個新的事務，系統(tǒng)版本號就會遞增。在RR隔離級別下，MVCC的操作如下：

select操作。

InnoDB只查找版本早于（包含等于）當前事務版本的數(shù)據(jù)行。可以確保事務讀取的行，要么是事務開始前就已存在，或者事務自身插入或修改的記錄。

行的刪除版本要么未定義，要么大于當前事務版本號。可以確保事務讀取的行，在事務開始之前未刪除。

insert操作。將新插入的行保存當前版本號為行版本號。

delete操作。將刪除的行保存當前版本號為刪除標識。

update操作。變?yōu)閕nsert和delete操作的組合，insert的行保存當前版本號為行版本號，delete則保存當前版本號到原來的行作為刪除標識。

　　由于舊數(shù)據(jù)并不真正的刪除，所以必須對這些數(shù)據(jù)進行清理，innodb會開啟一個后臺線程執(zhí)行清理工作，具體的規(guī)則是將刪除版本號小于當前系統(tǒng)版本的行刪除，這個過程叫做purge。

3、簡單的小例子

create table yang( 
    id int primary key auto_increment, 
    name varchar(20));
}

　　假設系統(tǒng)的版本號從1開始.

INSERT

　　InnoDB為新插入的每一行保存當前系統(tǒng)版本號作為版本號.
　　第一個事務ID為1；

start transaction;
insert into yang values(NULL,'yang') ;
insert into yang values(NULL,'long');
insert into yang values(NULL,'fei');
commit;

　　對應在數(shù)據(jù)中的表如下(后面兩列是隱藏列,我們通過查詢語句并看不到)

SELECT

　InnoDB會根據(jù)以下兩個條件檢查每行記錄:
　　a.InnoDB只會查找版本早于當前事務版本的數(shù)據(jù)行(也就是,行的系統(tǒng)版本號小于或等于事務的系統(tǒng)版本號)，這樣可以確保事務讀取的行，要么是在事務開始前已經存在的，要么是事務自身插入或者修改過的.
　　b.行的刪除版本要么未定義,要么大于當前事務版本號,這可以確保事務讀取到的行，在事務開始之前未被刪除.
　只有a,b同時滿足的記錄，才能返回作為查詢結果.

DELETE

　InnoDB會為刪除的每一行保存當前系統(tǒng)的版本號(事務的ID)作為刪除標識.
　　看下面的具體例子分析:
　　第二個事務,ID為2;

start transaction;
select * from yang;  //(1)
select * from yang;  //(2)
commit; 

假設1

　　假設在執(zhí)行這個事務ID為2的過程中,剛執(zhí)行到(1),這時,有另一個事務ID為3往這個表里插入了一條數(shù)據(jù);
　　第三個事務ID為3;

start transaction;
insert into yang values(NULL,'tian');
commit;

　　這時表中的數(shù)據(jù)如下:

　　然后接著執(zhí)行事務2中的(2),由于id=4的數(shù)據(jù)的創(chuàng)建時間(事務ID為3),執(zhí)行當前事務的ID為2,而InnoDB只會查找事務ID小于等于當前事務ID的數(shù)據(jù)行,所以id=4的數(shù)據(jù)行并不會在執(zhí)行事務2中的(2)被檢索出來,在事務2中的兩條select 語句檢索出來的數(shù)據(jù)都只會下表:

　假設2

　　假設在執(zhí)行這個事務ID為2的過程中,剛執(zhí)行到(1),假設事務執(zhí)行完事務3后，接著又執(zhí)行了事務4;
　　第四個事務:

start   transaction;  
delete from yang where id=1;
commit;  

　　此時數(shù)據(jù)庫中的表如下:

　　接著執(zhí)行事務ID為2的事務(2),根據(jù)SELECT 檢索條件可以知道,它會檢索創(chuàng)建時間(創(chuàng)建事務的ID)小于當前事務ID的行和刪除時間(刪除事務的ID)大于當前事務的行,而id=4的行上面已經說過,而id=1的行由于刪除時間(刪除事務的ID)大于當前事務的ID,所以事務2的(2)select * from yang也會把id=1的數(shù)據(jù)檢索出來.所以,事務2中的兩條select 語句檢索出來的數(shù)據(jù)都如下:

UPDATE
　　InnoDB執(zhí)行UPDATE，實際上是新插入了一行記錄，并保存其創(chuàng)建時間為當前事務的ID，同時保存當前事務ID到要UPDATE的行的刪除時間.

　假設3
　　假設在執(zhí)行完事務2的(1)后又執(zhí)行,其它用戶執(zhí)行了事務3,4,這時，又有一個用戶對這張表執(zhí)行了UPDATE操作:
　　第5個事務:

start  transaction;
update yang set name='Long' where id=2;
commit;

　　根據(jù)update的更新原則:會生成新的一行,并在原來要修改的列的刪除時間列上添加本事務ID,得到表如下:

　　繼續(xù)執(zhí)行事務2的(2),根據(jù)select 語句的檢索條件,得到下表:

　　還是和事務2中(1)select 得到相同的結果.

到此這篇關于mysql的MVCC多版本并發(fā)控制的實現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關mysql MVCC多版本并發(fā)控制內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！