MySQL - mvcc

mvcc 是什么？

MVCC（多版本并发控制）是一种数据库并发控制机制，旨在提高数据库的并发性，避免锁定操作，从而减少等待和提高性能。MVCC 主要解决数据库读写操作之间的线程安全问题。

MVCC 主要有两种读取数据的方式：

1. 快照读（Snapshot Read） ：

   • 快照读是一种普通的查询操作（例如 SELECT 语句），在读取数据时不需要加锁。
   • 这意味着多个事务可以同时进行快照读操作，而不会争夺读取锁，从而提高了读取效率。
   • 但快照读可能会读取到历史版本的数据，因为它不阻止其他事务对数据进行更改。

2. 当前读（Current Read） ：

   • 当前读是一种悲观锁的操作，它会对读取的数据进行加锁，以确保读取的数据是最新的版本。
   • 例如，使用 SELECT ... FOR UPDATE 或 SELECT ... LOCK IN SHARE MODE 进行当前读，或在更新、插入和删除操作中使用排他锁。
   • 当前读保证了数据的一致性，但会导致读写操作之间的争用，可能降低并发性能。

MVCC 的优势在于它允许读取操作并发执行而不争夺锁，从而提高了数据库的并发性和性能。同时，MVCC 也能够保证数据的一致性，因为它允许读取到历史版本的数据，而不会读取到正在被其他事务修改的数据。

事务的特性与MVCC实现：

• MVCC 通过数据版本控制来支持事务的特性。
• 原子性(A)通过 undolog 实现，持久性(D)通过 redolog 实现，一致性(C )是通过 undolog、redolog 和隔离性(I)一起实现的。以我的理解就是AID -> C

事务的隔离级别与MVCC：

• 不同的事务隔离级别在MVCC中有不同的实现方式：

  • 读未提交：允许读取尚未提交的数据变更，可能导致脏读、幻读或不可重复读。
  • 读已提交：允许读取已经提交的数据，可能导致幻读和不可重复读。
  • 可重复读：对同一字段的多次读取结果都是一致的，可能导致幻读。
  • 可串行化：最高的隔离级别，通过MVCC完全隔离事务。

MVCC实现原理：

• MVCC的核心实现依赖如下：

  • trx_id：事务ID，每次事务操作都会增加。
  • roll_pointer：回滚指针，用于查找上一个版本的数据，与undolog协同实现回滚。
  • readview：读取视图，用于限制当前事务可读取的数据版本。

• 当执行SELECT查询时，数据可能有多个版本，但readview决定了当前事务能够读取哪个版本。

MVCC如何实现不同隔离级别：

• 在MVCC中，不同隔离级别：

  • 读已提交：每个快照读都生成并获取最新的readview，以确保读取已提交的数据版本。
  • 可重复读：只有在同一个事务的第一个快照读时才会创建新的readview，之后的每次快照读都使用同一个readview，确保查询结果一致。

幻读问题的解决：

• 幻读问题是指在并发事务中，一个事务在两次查询之间，另一个事务插入或删除了数据，导致第一个事务看到了不一致的数据。
• MVCC通过版本控制和锁机制来解决幻读问题。在可重复读隔离级别下，通过行锁和间隙锁（gap锁）来阻止其他事务插入或删除相关数据，从而解决幻读问题。