多版本并发控制

Multi-Version Concurrency Control, MVCC

地位

InnoDB存储引擎实现隔离级别的一种具体方式

• 主要用来实现Read Committed和Repeatable Read
• Read Uncommitted无需MVCC
• 只靠MVCC无法实现Serializable

基本思想

脏读和不可重复读问题的根本原因

• 未满足隔离性，事务可以读取到其它事务未提交的修改

相关概念

• 系统版本号（SYS_ID）

  • 每开始一个新的事务，系统版本号就会自动递增

• 事务版本号（TRX_ID）

  • 事务开始时的系统版本号

• 版本快照

MVCC的要求

• 修改操作（DELETE、INSERT、UPDATE）会为数据行新增一个版本快照
• 写操作更新最新的版本快照
• 读操作读旧版本快照
• 只能读取已经提交的快照

Undo日志

结构

• 多个版本的快照存储在Undo日志中
• 日志通过回滚指针ROLL_PTR把一个数据行的快照连起来

栗子

• 操作

  INSERT INTO t(id, x) VALUES(1, "a");
  UPDATE t SET x="b" WHERE id=1;
  UPDATE t SET x="c" WHERE id=1;

• 过程

  Del字段标记删除操作

ReadView

内容

• 当前系统未提交的事务列表（TRX_IDs ）
• TRX_ID_MIN、TRX_ID_MAX

读操作过程

• TRX_ID < TRX_ID_MIN

  • 该数据行快照是在当前所有未提交事务之前进行更改的，因此可以使用

• TRX_ID > TRX_ID_MIN

  • 表示该数据行快照是在事务启动之后被更改的，因此不可使用

• TRX_ID_MIN <= TRX_ID <= TRX_ID_MAX

  • Read Committed

    • TRX_ID in TRX_IDs

      • 该数据行快照对应的事务还没提交，所以NO

    • TRX_ID not in TRX_IDs

      • 该数据行快照对应的事务已经提交，所以YES

  • Repeatable Read

    • No matter what， No

      为了避免不可重复读

快照读与当前读

快照读

• MVCC的Select读的是快照中的数据，无需加锁

  也可以手动加锁：

  SELECT * FROM table WHERE ? lock in share mode;
  SELECT * FROM table WHERE ? for update;

当前读

• INSERT、UPDATE、DELETE需要进行加锁

Phantom Read问题

MVCC不能解决Phantom Read问题：

MVCC只能解决快照读的幻读问题，不能解决当前读的幻读问题

行锁

• Record Locks

  • 锁定一个记录上的索引 而不是记录本身

• Gap locks

  • 锁定索引之间的间隙

• Next-Key locks

  • 不仅锁定一个记录上的索引，也锁定索引之间的间隙

  • 概念

    • InnoDB存储引擎的一种锁实现

  • 作用

    • 使用MVCC+Next-Key Locks可以在Repeatable Read级别下解决幻读问题