MySql事務(wù)實(shí)現(xiàn)的機(jī)制：MVCC
這一篇將簡(jiǎn)單說(shuō)明一下最近學(xué)習(xí)了Mysql的事務(wù)實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單理解。
如果存在一張A表，id=1,name=2，此時(shí)，存在多個(gè)事務(wù)對(duì)該表進(jìn)行處理，那么會(huì)怎樣呢？
假設(shè)我們會(huì)存在多個(gè)事務(wù)同時(shí)進(jìn)行，
| 0 | 事務(wù)2 | 事務(wù)3 | 事務(wù)4 | 查詢(xún)1 | 查詢(xún)2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | begin | begin | begin | begin | Begin |
| 2 | Update A set name='name2' where id=1 | ||||
| 3 | Update A set name='name3' where id=1 | ||||
| 4 | Update A set name='name4' where id=1 | ||||
| 5 | Commit | ||||
| 6 | Select name from A where id = 1 | ||||
| 7 | |||||
| 8 | |||||
| 9 |
首先運(yùn)行第2行sql
當(dāng)程序運(yùn)行到第2行的時(shí)候，由于事務(wù)1對(duì)A表進(jìn)行了更新操作，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)事務(wù)id，我們假設(shè)該id的值為2。其中事務(wù)id是一個(gè)自增長(zhǎng)的id，僅當(dāng)事務(wù)中進(jìn)行了更新操作的時(shí)候生成，同時(shí)該事務(wù)id整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)共用。
此時(shí)，mysql在一個(gè)叫做undo的回滾日志棧中存在著一條舊有的數(shù)據(jù)，在更新操作執(zhí)行的時(shí)候，會(huì)押入當(dāng)前更新的數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄下當(dāng)前的事務(wù)id，并且產(chǎn)生一條指向前面押入的舊有數(shù)據(jù)的回滾指針。
即此時(shí)，回滾日志棧的結(jié)構(gòu)如下
同理，我們接下來(lái)運(yùn)行第3行sql
| 0 | 事務(wù)2 | 事務(wù)3 | 事務(wù)4 | 查詢(xún)1 | 查詢(xún)2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | begin | begin | begin | begin | Begin |
| 2 | Update A set name='name2' where id=1 | ||||
| 3 | Update A set name='name3' where id=1 |
由于事務(wù)3運(yùn)行了新的更新語(yǔ)句，一個(gè)新的事務(wù)id3生成，并且押入了undo中，即此時(shí)結(jié)構(gòu)如下
同理，運(yùn)行第4，5行
| 0 | 事務(wù)2 | 事務(wù)3 | 事務(wù)4 | 查詢(xún)1 | 查詢(xún)2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | begin | begin | begin | begin | Begin |
| 2 | Update A set name='name2' where id=1 | ||||
| 3 | Update A set name='name3' where id=1 | ||||
| 4 | Update A set name='name4' where id=1 | ||||
| 5 | Commit |
之后結(jié)構(gòu)如下
運(yùn)行第6行
| 0 | 事務(wù)2 | 事務(wù)3 | 事務(wù)4 | 查詢(xún)1 | 查詢(xún)2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | begin | begin | begin | begin | Begin |
| 2 | Update A set name='name2' where id=1 | ||||
| 3 | Update A set name='name3' where id=1 | ||||
| 4 | Update A set name='name4' where id=1 | ||||
| 5 | Commit | ||||
| 6 | Select name from A where id = 1 |
我們可以看到，這一行的操作是查詢(xún)操作。對(duì)于該查詢(xún)操作，我們?nèi)绾伪ＷC該操作的正確性？
當(dāng)?shù)?行執(zhí)行查詢(xún)操作的時(shí)候，會(huì)生成一個(gè)叫做read-view的一致性視圖，該視圖的結(jié)構(gòu)如下
- [min_id,min_id+1,...]-max_id
如上圖所示，該視圖的結(jié)構(gòu)由一個(gè)id數(shù)組和一個(gè)id組成；
其中，數(shù)組包含了所有未提交的事務(wù)的id，而其中min_id是未提交的最小事務(wù)id。max_id則是已經(jīng)創(chuàng)建的最大事務(wù)id，該id不關(guān)心是否已經(jīng)提交。
那么，結(jié)合我們的事務(wù)的執(zhí)行情況，則第六行生成的read-view為[2,3]-4。
接下來(lái)我們看圖
根據(jù)min_id和max_id的區(qū)分，我們將每個(gè)事務(wù)id(trx_id)區(qū)分為；
- 已經(jīng)提交的事務(wù)id；(trx_id<min_id)
- 未提交或者可能提交了事務(wù)id;(min_id<=trx_id<=max_id)
- 當(dāng)前查詢(xún)語(yǔ)句之后才開(kāi)始的事務(wù)id(max_id<trx_id)
然后，通過(guò)使用生成的read-view，從undo棧的棧頂開(kāi)始逐行查詢(xún)，之后通過(guò)以下規(guī)則鑒定可見(jiàn)性，如果當(dāng)前查詢(xún)行的數(shù)據(jù)可見(jiàn)，將返回對(duì)應(yīng)的結(jié)果。
一、 查詢(xún)行的版本號(hào)如果小于min_id，即為已經(jīng)提交的事務(wù)(trx_id<min_id)，那么這個(gè)數(shù)據(jù)是可見(jiàn)的。
二、 查詢(xún)行的版本號(hào)如果大于max_id，即為已經(jīng)提交的事務(wù)(max_id<trx_id)，那么這個(gè)數(shù)據(jù)是不可見(jiàn)的。
三、 查詢(xún)行的版本號(hào)如果處于min_id<=trx_id<=max_id的區(qū)間內(nèi)，包括兩種情況：
1. 如果查詢(xún)行的trx_id不在數(shù)組中，說(shuō)明這個(gè)版本是已經(jīng)提交了的事務(wù)，那么這個(gè)數(shù)據(jù)可見(jiàn)
2. 如果查詢(xún)行的trx_id在數(shù)據(jù)中，說(shuō)明這個(gè)版本是還沒(méi)提交的事務(wù)，那么：如果該版本不是當(dāng)前自己事務(wù)的版本號(hào)，不可見(jiàn)，如果該版本是當(dāng)前自己事務(wù)的版本號(hào)，可見(jiàn)。
結(jié)合上面的規(guī)則，我們來(lái)看這條查詢(xún)語(yǔ)句：
- 語(yǔ)句執(zhí)行后，read-view=[2,3]-4
- 查詢(xún)棧頂，該行的版本號(hào)為4，即屬于第三種情況，并且該事務(wù)已經(jīng)提交，不在數(shù)組中，可見(jiàn)，返回結(jié)果：name4
運(yùn)行第7，8行
| 0 | 事務(wù)2 | 事務(wù)3 | 事務(wù)4 | 查詢(xún)1 | 查詢(xún)2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | begin | begin | begin | begin | Begin |
| 2 | Update A set name='name2' where id=1 | ||||
| 3 | Update A set name='name3' where id=1 | ||||
| 4 | Update A set name='name4' where id=1 | ||||
| 5 | Commit | ||||
| 6 | Select name from A where id = 1 | ||||
| 7 | Update A set name='name2-1' where id=1 | ||||
| 8 | Update A set name='name2-2' where id=1 |
此時(shí)undo結(jié)構(gòu)如下
運(yùn)行行數(shù)9
| 0 | 事務(wù)2 | 事務(wù)3 | 事務(wù)4 | 查詢(xún)1 | 查詢(xún)2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | begin | begin | begin | begin | Begin |
| 2 | Update A set name='name2' where id=1 | ||||
| 3 | Update A set name='name3' where id=1 | ||||
| 4 | Update A set name='name4' where id=1 | ||||
| 5 | Commit | ||||
| 6 | Select name from A where id = 1 | ||||
| 7 | Update A set name='name2-1' where id=1 | ||||
| 8 | Update A set name='name2-2' where id=1 | ||||
| 9 | Select name from A where id = 1 |
第9行我們?cè)诓樵?xún)1中，運(yùn)行了新的查詢(xún)語(yǔ)句，我們來(lái)看這條查詢(xún)語(yǔ)句
- 語(yǔ)句執(zhí)行后，read-view=[2,3]-4
- 從棧頂開(kāi)始查詢(xún)，該行的版本號(hào)為2，則屬于第三種情況，同時(shí)存在于數(shù)組中，即該行數(shù)據(jù)不可見(jiàn)
- 繼續(xù)查詢(xún)下一行，結(jié)果同2
- 繼續(xù)查詢(xún)下一行，版本號(hào)為4，不存在于數(shù)組中，可見(jiàn)，返回結(jié)果name4
運(yùn)行第10，11，12行
| 0 | 事務(wù)2 | 事務(wù)3 | 事務(wù)4 | 查詢(xún)1 | 查詢(xún)2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 7 | Update A set name='name2-1' where id=1 | ||||
| 8 | Update A set name='name2-2' where id=1 | ||||
| 9 | Select name from A where id = 1 | ||||
| 10 | commit; | Update A set name='name3-1' where id=1 | |||
| 11 | Update A set name='name3-2' where id=1 | ||||
| 12 |
這行我們提交了事務(wù)2，而且事務(wù)3進(jìn)行了兩次更新，此時(shí)數(shù)據(jù)格式如下：
運(yùn)行第11行
| 0 | 事務(wù)2 | 事務(wù)3 | 事務(wù)4 | 查詢(xún)1 | 查詢(xún)2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 7 | Update A set name='name2-1' where id=1 | ||||
| 8 | Update A set name='name2-2' where id=1 | ||||
| 9 | Select name from A where id = 1 | ||||
| 10 | commit; | ||||
| Select name from A where id = 1 | Select name from A where id = 1 |
這一行我們將查詢(xún)1和查詢(xún)2放置在一起進(jìn)行比較。
首先我們看查詢(xún)2的語(yǔ)句：
- 查詢(xún)語(yǔ)句生成read-view=[3]-4
- 從棧頂開(kāi)始查詢(xún)，該行的版本號(hào)為3，則屬于第三種情況，同時(shí)存在于數(shù)組中，即該行數(shù)據(jù)不可見(jiàn)
- 繼續(xù)查詢(xún)下一行，結(jié)果同2
- 繼續(xù)查詢(xún)下一行，版本號(hào)為2，不存在于數(shù)組中，可見(jiàn)，返回結(jié)果name2-1
接下來(lái)，我們看查詢(xún)1的查詢(xún)情況：
如上圖所示，mysql的事務(wù)分為可重復(fù)讀，與不可重復(fù)讀的情況。
如果是重復(fù)讀的情況，每次查詢(xún)將使用第一次生成的read-view；而如果是不可重復(fù)讀的情況，那么每次查詢(xún)都將使用新的read-view。即如果是可重復(fù)，處理情況如下
- 查詢(xún)語(yǔ)句生成read-view=[2,3]-4
- 從棧頂開(kāi)始查詢(xún)，該行的版本號(hào)為3，則屬于第三種情況，同時(shí)存在于數(shù)組中，即該行數(shù)據(jù)不可見(jiàn)
- 繼續(xù)查詢(xún)下一行，結(jié)果同3
- 繼續(xù)查詢(xún)下一行，版本號(hào)為2，則屬于第三種情況，同時(shí)存在于數(shù)組中，即該行數(shù)據(jù)不可見(jiàn)
- 繼續(xù)查詢(xún)下一行，結(jié)果同4
- 繼續(xù)查詢(xún)下一行，版本號(hào)為4，即屬于第三種情況，并且不存在于數(shù)組中，即該行數(shù)據(jù)可見(jiàn)，返回?cái)?shù)據(jù)為name4。
由上面的情況即可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)查詢(xún)事件就算同一時(shí)間查詢(xún)，結(jié)果也是可能不同的。
對(duì)于查詢(xún)的版本號(hào)小于min_id和大于min_id的情況，相對(duì)簡(jiǎn)單這里就不做討論了。
而刪除操作，在mysql中視作一種特殊的更新操作，會(huì)復(fù)制原來(lái)的數(shù)據(jù)，并更新?tīng)顟B(tài)為已刪除，然后壓入undo棧中。
