【mysql】關於innodb中MVCC的一些理解，

【mysql】關於innodb中MVCC的一些理解，

一、MVCC簡介

MVCC (Multiversion Concurrency Control)，即多版本並發控制技術,它使得大部分支持行鎖的事務引擎，不再單純的使用行鎖來進行數據庫的並發控制，取而代之的是把數據庫的行鎖與行的多個版本結合起來，只需要很小的開銷,就可以實現非鎖定讀，從而大大提高數據庫系統的並發性能

讀鎖：也叫共享鎖、S鎖，若事務T對數據對象A加上S鎖，則事務T可以讀A但不能修改A，其他事務只能再對A加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的S 鎖。這保證了其他事務可以讀A，但在T釋放A上的S鎖之前不能對A做任何修改。

寫鎖：又稱排他鎖、X鎖。若事務T對數據對象A加上X鎖，事務T可以讀A也可以修改A，其他事務不能再對A加任何鎖，直到T釋放A上的鎖。這保證了其他事務在T釋放A上的鎖之前不能再讀取和修改A。

表鎖：操作對象是數據表。Mysql大多數鎖策略都支持(常見mysql innodb)，是系統開銷最低但並發性最低的一個鎖策略。事務t對整個表加讀鎖，則其他事務可讀不可寫，若加寫鎖，則其他事務增刪改都不行。

行級鎖：操作對象是數據表中的一行。是MVCC技術用的比較多的，但在MYISAM用不了，行級鎖用mysql的儲存引擎實現而不是mysql服務器。但行級鎖對系統開銷較大，處理高並發較好。

二、MVCC實現原理

innodb MVCC主要是為Repeatable-Read事務隔離級別做的。在此隔離級別下，A、B客戶端所示的數據相互隔離，互相更新不可見

了解innodb的行結構、Read-View的結構對於理解innodb mvcc的實現由重要意義

innodb存儲的最基本row中包含一些額外的存儲信息 DATA_TRX_ID，DATA_ROLL_PTR，DB_ROW_ID，DELETE BIT

• 6字節的DATA_TRX_ID 標記了最新更新這條行記錄的transaction id，每處理一個事務，其值自動+1

• 7字節的DATA_ROLL_PTR 指向當前記錄項的rollback segment的undo log記錄，找之前版本的數據就是通過這個指針

• 6字節的DB_ROW_ID，當由innodb自動產生聚集索引時，聚集索引包括這個DB_ROW_ID的值，否則聚集索引中不包括這個值.，這個用於索引當中

• DELETE BIT位用於標識該記錄是否被刪除，這裡的不是真正的刪除數據，而是標志出來的刪除。真正意義的刪除是在commit的時候

具體的執行過程

begin->用排他鎖鎖定該行->記錄redo log->記錄undo log->修改當前行的值，寫事務編號，回滾指針指向undo log中的修改前的行

上述過程確切地說是描述了UPDATE的事務過程，其實undo log分insert和update undo log，因為insert時，原始的數據並不存在，所以回滾時把insert undo log丟棄即可，而update undo log則必須遵守上述過程

下面分別以select、delete、 insert、 update語句來說明

SELECT

Innodb檢查每行數據，確保他們符合兩個標准：

1、InnoDB只查找版本早於當前事務版本的數據行(也就是數據行的版本必須小於等於事務的版本)，這確保當前事務讀取的行都是事務之前已經存在的，或者是由當前事務創建或修改的行

2、行的刪除操作的版本一定是未定義的或者大於當前事務的版本號，確定了當前事務開始之前，行沒有被刪除

符合了以上兩點則返回查詢結果。

INSERT

InnoDB為每個新增行記錄當前系統版本號作為創建ID。

DELETE

InnoDB為每個刪除行的記錄當前系統版本號作為行的刪除ID。

UPDATE

InnoDB復制了一行。這個新行的版本號使用了系統版本號。它也把系統版本號作為了刪除行的版本。

說明

insert操作時 “創建時間”=DB_ROW_ID，這時，“刪除時間 ”是未定義的；

update時，復制新增行的“創建時間”=DB_ROW_ID，刪除時間未定義，舊數據行“創建時間”不變，刪除時間=該事務的DB_ROW_ID；

delete操作，相應數據行的“創建時間”不變，刪除時間=該事務的DB_ROW_ID；

select操作對兩者都不修改，只讀相應的數據

三、對於MVCC的總結

上述更新前建立undo log，根據各種策略讀取時非阻塞就是MVCC，undo log中的行就是MVCC中的多版本，這個可能與我們所理解的MVCC有較大的出入，一般我們認為MVCC有下面幾個特點：

• 每行數據都存在一個版本，每次數據更新時都更新該版本
• 修改時Copy出當前版本隨意修改，各個事務之間無干擾
• 保存時比較版本號，如果成功（commit），則覆蓋原記錄；失敗則放棄copy（rollback）

就是每行都有版本號，保存時根據版本號決定是否成功，聽起來含有樂觀鎖的味道，而Innodb的實現方式是：

• 事務以排他鎖的形式修改原始數據
• 把修改前的數據存放於undo log，通過回滾指針與主數據關聯
• 修改成功（commit）啥都不做，失敗則恢復undo log中的數據（rollback）

二者最本質的區別是，當修改數據時是否要排他鎖定，如果鎖定了還算不算是MVCC？    Innodb的實現真算不上MVCC，因為並沒有實現核心的多版本共存，undo log中的內容只是串行化的結果，記錄了多個事務的過程，不屬於多版本共存。但理想的MVCC是難以實現的，當事務僅修改一行記錄使用理想的MVCC模式是沒有問題的，可以通過比較版本號進行回滾；但當事務影響到多行數據時，理想的MVCC據無能為力了。   比如，如果Transaciton1執行理想的MVCC，修改Row1成功，而修改Row2失敗，此時需要回滾Row1，但因為Row1沒有被鎖定，其數據可能又被Transaction2所修改，如果此時回滾Row1的內容，則會破壞Transaction2的修改結果，導致Transaction2違反ACID。   理想MVCC難以實現的根本原因在於企圖通過樂觀鎖代替二段提交。修改兩行數據，但為了保證其一致性，與修改兩個分布式系統中的數據並無區別，而二提交是目前這種場景保證一致性的唯一手段。二段提交的本質是鎖定，樂觀鎖的本質是消除鎖定，二者矛盾，故理想的MVCC難以真正在實際中被應用，Innodb只是借了MVCC這個名字，提供了讀的非阻塞而已。  

參考文章

https://www.percona.com/blog/2014/12/17/innodbs-multi-versioning-handling-can-be-achilles-heel/
http://www.xdata.me/?p=289
http://blogread.cn/it/article/5969
http://blog.csdn.net/chen77716/article/details/6742128
http://blog.chinaunix.net/link.php?url=http://forge.mysql.com%2Fwiki%2FMySQL_Internals