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mysql的MVCC多版本并发机制

发布时间 2023-06-21 15:06:26作者: 数据库小白（专注）

1. mysql的MVCC多版本并发机制

目录

1.1. 定义

  • MVCC
    MVCC，全称Multi-Version Concurrency Control，即多版本并发控制。MVCC是一种并发控制的方法，一般在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问，在编程语言中实现事务内存。
    在MySQL中，MVCC并不是Server级别的实现，而是InnoDB引擎的实现。

  • 快照读
    像不加锁的select操作就是快照读，即不加锁的非阻塞读；快照读的前提是隔离级别不是串行级别，串行级别下的快照读会退化成当前读；之所以出现快照读的情况，是基于提高并发性能的考虑，快照读的实现是基于多版本并发控制，即MVCC,可以认为MVCC是行锁的一个变种，但它在很多情况下，避免了加锁操作，降低了开销；由于是基于多版本，即快照读可能读到的并不一定是数据的最新版本，而有可能是之前的历史版本。

  • 当前读
    像select lock in share mode(共享锁), select for update ; update, insert ,delete(排他锁)这些操作都是一种当前读，为什么叫当前读？就是它读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。

  • 幻读
    事务A 按照一定条件进行数据读取， 期间事务B 插入了相同搜索条件的新数据，事务A再次按照原先条件进行读取时，发现了事务B 新插入的数据，这种情况称为幻读。
    注意：幻读特指新插入的数据。如果事务A 按一定条件搜索， 期间事务B 删除了符合条件的某一条数据，导致事务A再次读取时数据少了一条。这种情况归为不可重复读。

1.2. 什么情况下会出现幻读？

  • 全部使用快照读
    这种情况是最简单的。由于MVCC机制的存在，每个事务开始的时候读取的都是固定的版本的数据。很明显这种情况是不会出现幻读的。

  • 全部使用当前读
    由于MySQL间隙锁读存在，后执行的事务会被之前运行的事务阻塞。即退化到串形执行。这种情况也不会存在幻读情况

  • 当前读快照读混用
    可以发现这种混用的情况是会出现幻读的。

1.3. 结论

可重复读隔离级别下，一个事务中只使用当前读，或者只使用快照读都能避免幻读。如果当前读和快照读混用的话就不能保证不出现幻读。

1.4. 事务的ACID

原子性：整个事务中的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚；
一致性：总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态，无中间状态；
隔离性：一个事务所做的修改在最终提交以前，对其他事务是不可见的；
持久性：一旦事务提交，其所做的修改就会永久保存到数据库中，即使系统崩溃，数据也不会丢失。

事务的隔离级别

未提交读：事务中的修改，即是没有提交，对其他事务也都是可见的，会出现脏读；
提交读：一个事务开始时，只能看见已经提交的事务所做的修改，也叫不可重复读；
可重复读：保证了再同一个事务中多次读取同样记录的结果是一致的，会出现幻读；
可串行化：会在读取的每一行数据上都加锁，可能导致大量的超时和锁竞争问题。

mvcc

1.5. 锁

写锁比读锁有更高的优先级，因此一个写锁请求可能会被插入到读锁队列的前面。

共享锁(读锁)：多个客户在同一时刻可以同时读取同一个资源，二互不干扰；
排他锁(写锁)：一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁。

1.6. 锁粒度

尽量只锁定需要修改的部分数据，而不是所有资源，锁定的数据量越少，则系统的并发程度越高。
表锁：它会锁定整张表，一个用户对表进行写操作(插入、删除、更新等)前，需要先获得写锁，这会阻塞其他用户对该表的所有读写操作。只有没有写锁时，其他读取的用户才能获得读锁，读锁之前是不相互阻塞的；
行级锁：最大程度支持并发处理，只在存储引擎层面实现，而MySQL服务器层没有实现。

1.7. 多版本并发控制(MVCC)

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。

InnoDB的MVCC，是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现。这两个列，一个保存了行的创建时间，一个保存行的删除时间，并不是实际的世界，而是系统版本号。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作比较，MVCC只在可重读读和提交读两种隔离级别下工作。

可重复读下的MVCC的操作方法