MySQL之MVCC

破局之路课程 2024-03-20 13:04:44

参考文档:

https://www.cnblogs.com/xuwc/p/13873611.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/451830526

MVCC (Multi-Version Concurrency Control) (注:与MVCC相对的,是基于锁的并发控制,Lock-Based Concurrency Control)是一种基于多版本的并发控制协议,只有在InnoDB引擎下存在。MVCC是为了实现事务的隔离性,通过版本号,避免同一数据在不同事务间的竞争,你可以把它当成基于多版本号的一种乐观锁。当然,这种乐观锁只在事务级别提交读和可重复读有效。MVCC最大的好处,相信也是耳熟能详:读不加锁,读写不冲突。在读多写少的OLTP应用中,读写不冲突是非常重要的,极大的增加了系统的并发性能。

OLTP:

联机事务处理OLTP(on-line transaction processing) 主要是执行基本日常的事务处理,比如数据库记录的增删查改。比如在银行的一笔交易记录,就是一个典型的事务。

实时性要求高。我记得之前上大学的时候,银行异地汇款,要隔天才能到账,而现在是分分钟到账的节奏,说明现在银行的实时处理能力大大增强。

数据量不是很大,生产库上的数据量一般不会太大,而且会及时做相应的数据处理与转移。

交易一般是确定的,比如银行存取款的金额肯定是确定的,所以OLTP是对确定性的数据进行存取

高并发,并且要求满足ACID原则。比如两人同时操作一个银行卡账户,比如大型的购物网站秒杀活动时上万的QPS请求。

OLAP:

联机分析处理OLAP(On-Line Analytical Processing) 是数据仓库系统的主要应用,支持复杂的分析操作,侧重决策支持,并且提供直观易懂的查询结果。典型的应用就是复杂的动态的报表系统。

实时性要求不是很高,比如最常见的应用就是天级更新数据,然后出对应的数据报表。

数据量大,因为OLAP支持的是动态查询,所以用户也许要通过将很多数据的统计后才能得到想要知道的信息,例如时间序列分析等等,所以处理的数据量很大;

OLAP系统的重点是通过数据提供决策支持,所以查询一般都是动态,自定义的。所以在OLAP中,维度的概念特别重要。一般会将用户所有关心的维度数据,存入对应数据平台。

什么是MVCC

多版本控制: 指的是一种提高并发的技术。最早的数据库系统,只有读读之间可以并发,读写,写读,写写都要阻塞。引入多版本之后,只有写写之间相互阻塞,其他三种操作都可以并行,这样大幅度提高了InnoDB的并发度。

在内部实现中,InnoDB通过undo log保存每条数据的多个版本,并且能够找回数据历史版本提供给用户读,每个事务读到的数据版本可能是不一样的。在同一个事务中,用户只能看到该事务创建快照之前已经提交的修改和该事务本身做的修改。

MVCC只在已提交读(Read Committed)和可重复读(Repeatable Read)两个隔离级别下工作,其他两个隔离级别和MVCC是不兼容的。因为未提交读,总数读取最新的数据行,而不是读取符合当前事务版本的数据行。而串行化(Serializable)则会对读的所有数据多加锁。

MVCC的实现原理主要是依赖每一行记录中两个隐藏字段,undo log,ReadView

什么是当前读和快照读?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;既然是基于多版本,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

说白了MVCC就是为了实现读-写冲突不加锁,而这个读指的就是快照读, 而非当前读,当前读实际上是一种加锁的操作,是悲观锁的实现

InnoDB MVCC 原理

InnoDB在每行数据都增加三个隐藏字段,一个唯一行号,一个记录创建的版本号,一个记录回滚的版本号。

在多版本并发控制中,为了保证数据操作在多线程过程中,保证事务隔离的机制,降低锁竞争的压力,保证较高的并发量。在每开启一个事务时,会生成一个事务的版本号,被操作的数据会生成一条新的数据行(临时),但是在提交前对其他事务是不可见的,对于数据的更新(包括增删改)操作成功,会将这个版本号更新到数据的行中,事务提交成功,将新的版本号更新到此数据行中,这样保证了每个事务操作的数据,都是互不影响的,也不存在锁的问题。

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