MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)MVCC多版本并發(fā)控制簡(jiǎn)介

MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的多版本并發(fā)控制MVCC的知識(shí)是本文我們主要要介紹的內(nèi)容，接下來(lái)就讓我們一起來(lái)了解一下這部分內(nèi)容吧。

MVCC

大多數(shù)的MySQL事務(wù)型存儲(chǔ)引擎，如InnoDB，F(xiàn)alcon以及PBXT都不使用一種簡(jiǎn)單的行鎖機(jī)制。事實(shí)上，他們都和另外一種用來(lái)增加并發(fā)性的被稱(chēng)為“多版本并發(fā)控制（MVCC）”的機(jī)制來(lái)一直使用。MVCC不只使用在MySQL 中，Oracle，PostgreSQL以及其他一些數(shù)據(jù)為系統(tǒng)也同樣使用它。

你可將MVCC看成行級(jí)別鎖的一種妥協(xié)，它在許多情況下避免了使用鎖，同時(shí)可以提供更小的開(kāi)銷(xiāo)。根據(jù)實(shí)現(xiàn)的不同，它可以允許非阻塞式讀，在寫(xiě)操作進(jìn)行時(shí)只鎖定必要的記錄。MVCC會(huì)保存某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)據(jù)快照。這意味闃事務(wù)可以看到一個(gè)一致的數(shù)據(jù)視圖，不管他們需要跑多久。這同時(shí)也意味著不同的事務(wù)在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)看到的同一個(gè)表的數(shù)據(jù)可能是不同的。如果你從來(lái)沒(méi)有過(guò)種體驗(yàn)的話(huà)，可能理解起來(lái)比較抽象，但是隨著慢慢地熟悉這種理解將會(huì)很容易。

各個(gè)存儲(chǔ)引擎對(duì)于MVCC的實(shí)現(xiàn)各不相同。這些不同中的一些包括樂(lè)觀(guān)和悲觀(guān)并發(fā)控制。我們將通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)化的InnoDB版本的行為來(lái)展示MVCC工作的一個(gè)側(cè)面。 InnoDB：通過(guò)為每一行記錄添加兩個(gè)額外的隱藏的值來(lái)實(shí)現(xiàn)MVCC，這兩個(gè)值一個(gè)記錄這行數(shù)據(jù)何時(shí)被創(chuàng)建，另外一個(gè)記錄這行數(shù)據(jù)何時(shí)過(guò)期（或者被刪除）。但是InnoDB并不存儲(chǔ)這些事件發(fā)生時(shí)的實(shí)際時(shí)間，相反它只存儲(chǔ)這些事件發(fā)生時(shí)的系統(tǒng)版本號(hào)。這是一個(gè)隨著事務(wù)的創(chuàng)建而不斷增長(zhǎng)的數(shù)字。每個(gè)事務(wù)在事務(wù)開(kāi)始時(shí)會(huì)記錄它自己的系統(tǒng)版本號(hào)。

每個(gè)查詢(xún)必須去檢查每行數(shù)據(jù)的版本號(hào)與事務(wù)的版本號(hào)是否相同。讓我們來(lái)看看當(dāng)隔離級(jí)別是REPEATABLE READ時(shí)這種策略是如何應(yīng)用到特定的操作的：SELECT InnoDB必須每行數(shù)據(jù)來(lái)保證它符合兩個(gè)條件：

1、InnoDB必須找到一個(gè)行的版本，它至少要和事務(wù)的版本一樣老(也即它的版本號(hào)不大于事務(wù)的版本號(hào))。這保證了不管是事務(wù)開(kāi)始之前，或者事務(wù)創(chuàng)建時(shí)，或者修改了這行數(shù)據(jù)的時(shí)候，這行數(shù)據(jù)是存在的。

2、這行數(shù)據(jù)的刪除版本必須是未定義的或者比事務(wù)版本要大。這可以保證在事務(wù)開(kāi)始之前這行數(shù)據(jù)沒(méi)有被刪除。符合這兩個(gè)條件的行可能會(huì)被當(dāng)作查詢(xún)結(jié)果而返回。

INSERT：InnoDB為這個(gè)新行記錄當(dāng)前的系統(tǒng)版本號(hào)。

DELETE：InnoDB將當(dāng)前的系統(tǒng)版本號(hào)設(shè)置為這一行的刪除ID。

UPDATE：InnoDB會(huì)寫(xiě)一個(gè)這行數(shù)據(jù)的新拷貝，這個(gè)拷貝的版本為當(dāng)前的系統(tǒng)版本號(hào)。它同時(shí)也會(huì)將這個(gè)版本號(hào)寫(xiě)到舊行的刪除版本里。

這種額外的記錄所帶來(lái)的結(jié)果就是對(duì)于大多數(shù)查詢(xún)來(lái)說(shuō)根本就不需要獲得一個(gè)鎖。他們只是簡(jiǎn)單地以最快的速度來(lái)讀取數(shù)據(jù)，確保只選擇符合條件的行。這個(gè)方案的缺點(diǎn)在于存儲(chǔ)引擎必須為每一行存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)，做更多的檢查工作，處理更多的善后操作。

MVCC只工作在REPEATABLE READ和READ COMMITED隔離級(jí)別下。READ UNCOMMITED不是MVCC兼容的，因?yàn)椴樵?xún)不能找到適合他們事務(wù)版本的行版本；它們每次都只能讀到最新的版本。SERIABLABLE也不與 MVCC兼容，因?yàn)樽x操作會(huì)鎖定他們返回的每一行數(shù)據(jù)。

說(shuō)明：

通過(guò)使用MVCC（Multi-Version Concurrency Control）算法自動(dòng)提供并發(fā)控制。MVCC維持一個(gè)數(shù)據(jù)的多個(gè)版本使讀寫(xiě)操作沒(méi)有沖突。也就是說(shuō)數(shù)據(jù)元素X上的每一個(gè)寫(xiě)操作產(chǎn)生X的一個(gè)新版本，GBase 8m為X的每一個(gè)讀操作選擇一個(gè)版本。由于消除了數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)元素讀和寫(xiě)操作的沖突，GBase 8m得到優(yōu)化，具有更好的性能。特別是對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)讀和寫(xiě)兩種方法，他們不用等待其他同時(shí)進(jìn)行的相同數(shù)據(jù)寫(xiě)和讀的完成。在并發(fā)事務(wù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)只等待正在對(duì)同一行數(shù)據(jù)進(jìn)行更新的寫(xiě)，這是現(xiàn)有的行鎖定方法的弱點(diǎn)。同時(shí)MVCC回收不需要的和長(zhǎng)時(shí)間不用的內(nèi)存，防止內(nèi)存空間的浪費(fèi)。MVCC優(yōu)化了數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)系統(tǒng)，使系統(tǒng)在有大量并發(fā)用戶(hù)時(shí)得到最高的性能，并且可以不用關(guān)閉服務(wù)器就直接進(jìn)行熱備份。

比鎖定的優(yōu)勢(shì)

使用MVCC多版本并發(fā)控制比鎖定模型的主要優(yōu)點(diǎn)是在MVCC里， 對(duì)檢索（讀）數(shù)據(jù)的鎖要求與寫(xiě)數(shù)據(jù)的鎖要求不沖突， 所以讀不會(huì)阻塞寫(xiě)，而寫(xiě)也從不阻塞讀在數(shù)據(jù)庫(kù)里也有表和行級(jí)別的鎖定機(jī)制， 用于給那些無(wú)法輕松接受 MVCC 行為的應(yīng)用。 不過(guò)，恰當(dāng)?shù)厥褂?MVCC 總會(huì)提供比鎖更好地性能。

GBase8的特性

在GBase中的查詢(xún)功能通過(guò) MVCC 提供的一致性非鎖讀（在下文我們簡(jiǎn)稱(chēng)為一致性讀），就是提供通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的快照來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的查詢(xún)。查詢(xún)只是對(duì)那些在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)之前提交的事務(wù)所做的變更，而并不關(guān)注在時(shí)間點(diǎn)之后的變更或未提交的事務(wù)。當(dāng)然，若是該事務(wù)自身進(jìn)行的變更，對(duì)于查詢(xún)是可見(jiàn)的。GBase 的默認(rèn)級(jí)別是 READ COMMITTED ，在該隔離級(jí)別下事務(wù)中的查詢(xún)語(yǔ)句，使用當(dāng)前時(shí)間戳進(jìn)行一致性讀，每次查詢(xún)的時(shí)間戳是不相同的�！�

但對(duì)REPEATABLE READ 隔離級(jí)別，在同一個(gè)事務(wù)中的所有一致性讀，使用的時(shí)間戳均是第一個(gè)查詢(xún)的時(shí)間戳，這樣讀取的也就是由該事務(wù)第一次讀建立起來(lái)的數(shù)據(jù)快照。用戶(hù)只有通過(guò)提交當(dāng)前事務(wù)，并發(fā)出一個(gè)新的查詢(xún)才會(huì)得到新的數(shù)據(jù)快照。一致性讀是 GBase 在 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 隔離級(jí)別下，處理 SELECT 語(yǔ)句中使用的默認(rèn)模式。一致性讀在它讀的數(shù)據(jù)上不設(shè)置任何鎖，因此在一致性讀某個(gè)表的同時(shí)，其它用戶(hù)均可以修改這個(gè)表。

注意在 DROP TABLE 和 ALTER TABLE 運(yùn)作時(shí)，一致性讀無(wú)效 。一致性讀在 DROP TABLE 上無(wú)效是因?yàn)?GBase 不能使用已經(jīng) drop 的表，該表已經(jīng)刪除。一致性讀在 ALTER TABLE 上無(wú)效是因?yàn)?GBase 會(huì)在事務(wù)內(nèi)，重新創(chuàng)建一個(gè)新表并從舊表向新表插入記錄。這樣當(dāng)用戶(hù)再次執(zhí)行一致性讀時(shí)，在新表中將看不到任何行，因?yàn)樵谛卤碇械臄?shù)據(jù)都在第一次一致性讀的快照之外。

關(guān)于MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的多版本并發(fā)控制MVCC的介紹就到這里了，希望本次的介紹能夠?qū)δ兴斋@！

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