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MySQL的多版本并发控制
2020-9-21
  多版本并发控制。MySQL的大多数事务型存储引擎实现的都不是简单的行级锁。基于提升并发性能的考虑,它们一般都同时实现了多版本并发控制(MVCC)。不仅是MySQL,包括Oracle、PostgreSQL等其他数据库系统也都实现了MVCC,但各自的实现机制不尽相同,因为MVCC没有一个统一的实现标准。
  
  可以认为MVCC是行级锁的一个变种,但是它在很多情况下避免了加锁操作,因此开销更低。虽然实现机制有所不同,但大都实现了非阻塞的读操作,写操作也只锁定必要的行。
  
  MVCC的实现,是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的。也就是说,不管需要执行多长时间,每个事务看到的数据都是一致的。根据事务开始的时间不同,每个事务对同一张表,同一时刻看到的数据可能是不一样的。如果之前没有这方面的概念,这句话听起来就有点迷惑。熟悉了以后会发现,这句话其实还是很容易理解的。
  
  前面说到不同存储引擎的MVCC实现是不同的,典型的有乐观(optimistic)并发控制和悲观(pessimistic)并发控制。下面我们通过InnoDB的简化版行为来说明MVCC是如何工作的。
  
  InnoDB的MVCC,是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的。这两个列,一个保存了行的创建时间,一个保存行的过期时间(或删除时间)。当然存储的并不是实际的时间值,而是系统版本号(system version number)。每开始一个新的事务,系统版本号都会自动递增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号,用来和查询到的每行记录的版本号进行比较。下面看一下在REPEATABLE READ隔离级别下,MVCC具体是如何操作的。
  
  SELECT
  
  InnoDB会根据以下两个条件检查每行记录:
  
  1.InnoDB只查找版本早于当前事务版本的数据行(也就是,行的系统版本号小于或等于事务的系统版本号),这样可以确保事务读取的行,要么是在事务开始前已经存在的,要么是事务自身插入或者修改过的。
  
  2.行的删除版本要么未定义,要么大于当前事务版本号。这可以确保事务读取到的行,在事务开始之前未被删除。
  
  只有符合上述两个条件的记录,才能返回作为查询结果。
  
  INSERT
  
  InnoDB为新插入的每一行保存当前系统版本号作为行版本号。
  
  DELETE
  
  InnoDB为删除的每一行保存当前系统版本号作为行删除标识。
  
  UPDATE
  
  InnoDB为插入一行新记录,保存当前系统版本号作为行版本号,同时保存当前系统版本号到原来的行作为行删除标识。
  
  保存这两个额外系统版本号,使大多数读操作都可以不用加锁。这样设计使得读数据操作很简单,性能很好,并且也能保证只会读取到符合标准的行。不足之处是每行记录都需要额外的存储空间,需要做更多的行检查工作,以及一些额外的维护工作。
  
  MVCC只在REPEATABLE READ和READ COMMITTED两个隔离级别下工作。其他两个隔离级别都和MVCC不兼容,因为READ UNCOMMITTED总是读取最新的数据行,而不是符合当前事务版本的数据行。而SERIALIZABLE则会对所有读取的行都加锁。
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