MySQL MVCC实现

数据多版本(MVCC)是MySQL实现高性能的一个主要的一个主要方式,通过对普通的SELECT不加锁,直接利用MVCC读取指版本的值,避免了对数据重复加锁的过程,今天我们就用最简单的方式,来分析下MVCC具体的原理,先解释几个概念:

隐藏列

在分析MVCC原理之前,先看下InnoDB中数据行的结构:

row

在InnoDB中,每一行都有2个隐藏列DATA_TRX_ID和DATA_ROLL_PTR(如果没有定义主键,则还有个隐藏主键列):

  1. DATA_TRX_ID表示最近修改该行数据的事务ID
  2. DATA_ROLL_PTR则表示指向该行回滚段的指针,该行上所有旧的版本,在undo中都通过链表的形式组织,而该值,正式指向undo中该行的历史记录链表

整个MVCC的关键就是通过DATA_TRX_ID和DATA_ROLL_PTR这两个隐藏列来实现的。

事务链表

MySQL中的事务在开始到提交这段过程中,都会被保存到一个叫trx_sys的事务链表中,这是一个基本的链表结构:

trx_list

事务链表中保存的都是还未提交的事务,事务一旦被提交,则会被从事务链表中摘除。

ReadView

有了前面隐藏列和事务链表的基础,接下去就可以构造MySQL实现MVCC的关键——ReadView。

ReadView说白了就是一个数据结构,在SQL开始的时候被创建。这个数据结构中包含了3个主要的成员:ReadView{low_trx_id, up_trx_id, trx_ids},在并发情况下,一个事务在启动时,trx_sys链表中存在部分还未提交的事务,那么哪些改变对当前事务是可见的,哪些又是不可见的,这个需要通过ReadView来进行判定,首先来看下ReadView中的3个成员各自代表的意思:

  1. low_trx_id表示该SQL启动时,当前事务链表中最大的事务id编号,也就是最近创建的除自身以外最大事务编号;
  2. up_trx_id表示该SQL启动时,当前事务链表中最小的事务id编号,也就是当前系统中创建最早但还未提交的事务;
  3. trx_ids表示所有事务链表中事务的id集合。

上述3个成员组成了ReadView中的主要部分,简单图示如下:

readview

根据上图所示,所有数据行上DATA_TRX_ID小于up_trx_id的记录,说明修改该行的事务在当前事务开启之前都已经提交完成,所以对当前事务来说,都是可见的。而对于DATA_TRX_ID大于low_trx_id的记录,说明修改该行记录的事务在当前事务之后,所以对于当前事务来说是不可见的。

注意,ReadView是与SQL绑定的,而并不是事务,所以即使在同一个事务中,每次SQL启动时构造的ReadView的up_trx_id和low_trx_id也都是不一样的,至于DATA_TRX_ID大于low_trx_id本身出现也只有当多个SQL并发的时候,在一个SQL构造完ReadView之后,另外一个SQL修改了数据后又进行了提交,对于这种情况,数据其实是不可见的。

最后,至于位于(up_trx_id, low_trx_id)中间的事务是否可见,这个需要根据不同的事务隔离级别来确定。对于RC的事务隔离级别来说,对于事务执行过程中,已经提交的事务的数据,对当前事务是可见的,也就是说上述图中,当前事务运行过程中,trx1~4中任意一个事务提交,对当前事务来说都是可见的;而对于RR隔离级别来说,事务启动时,已经开始的事务链表中的事务的所有修改都是不可见的,所以在RR级别下,low_trx_id基本保持与up_trx_id相同的值即可。

最后用一张图来解释MySQL中的MVCC实现:

mvcc

One thought to “MySQL MVCC实现”

  1. 从你的解释来看。
    注意,ReadView是与SQL绑定的,而并不是事务,所以即使在同一个事务中,每次SQL启动时构造的ReadView的up_trx_id和low_trx_id也都是不一样的,至于DATA_TRX_ID大于low_trx_id本身出现也只有当多个SQL并发的时候,在一个SQL构造完ReadView之后,另外一个SQL修改了数据后又进行了提交,对于这种情况,数据其实是不可见的。
    =========================
    这一段无法理解,

    low_trx_id表示该事务启动时,当前事务链表中最大的事务id编号,也就是最近创建的除自身以外最大事务编号;
    up_trx_id表示该事务启动时,当前事务链表中最小的事务id编号,也就是当前系统中创建最早但还未提交的事务;
    ======================
    既然都是事务启动时
    那同一个事务应该是一致的吧。

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