mysql併發控制——數據多版本

內容提取自 58沈劍公衆號：架構師之路

一、共享鎖和排他鎖

由於普通鎖不能併發，因此出現了共享和排它鎖

共享鎖（Share Locks,記爲S鎖），讀取數據時加S鎖

排他鎖（exclusive Locks）修改數據時加X鎖

兼容互斥表

        S            X

S    兼容        互斥

X    互斥        互斥

這種狀況下，若是寫數據的任務沒有完成，數據不能被任務讀取的。這回阻塞讀取任務。

畫外音：對應到數據庫，能夠理解爲，寫事務沒有提交，讀取相關數據的select會被阻塞

二、數據多版本

核心原理：

1）寫任務發生時，將數據克隆一份，以版本號區分

2）寫任務操做新克隆的數據，直至提交；（提交時覆蓋原來版本？提交方式有待思考）

3）併發讀任務能夠繼續讀取舊版本的數據，不至於阻塞

 

三、redo，undo，回滾段

在進一步介紹InnoDB如何使用「讀取舊版本數據」極大提升任務的併發度以前，有必要先介紹下redo日誌，undo日誌，回滾段（rollback segment）。

 

爲何要有redo日誌？

數據庫事務提交後，必須將更新後的數據刷到磁盤上，以保證ACID特性。磁盤隨機寫性能較低，若是每次都刷盤，會極大影響數據庫的吞吐量。

 

優化方式是，將修改行爲先寫到redo日誌裏（此時變成了順序寫），再按期將數據刷到磁盤上，這樣能極大提升性能。

畫外音：這裏的架構設計方法是，隨機寫優化爲順序寫，思路更重要。

 

假如某一時刻，數據庫崩潰，還沒來得及刷盤的數據，在數據庫重啓後，會重作redo日誌裏的內容，以保證已提交事務對數據產生的影響都刷到磁盤上。

 

一句話，redo日誌用於保障，已提交事務的ACID特性。

 

爲何要有undo日誌？

數據庫事務未提交時，會將事務修改數據的鏡像（即修改前的舊版本）存放到undo日誌裏，當事務回滾時，或者數據庫奔潰時，能夠利用undo日誌，即舊版本數據，撤銷未提交事務對數據庫產生的影響。

畫外音：更細節的，

對於insert操做，undo日誌記錄新數據的PK(ROW_ID)，回滾時直接刪除；

對於delete/update操做，undo日誌記錄舊數據row，回滾時直接恢復；

他們分別存放在不一樣的buffer裏。

 

一句話，undo日誌用於保障，未提交事務不會對數據庫的ACID特性產生影響。

 

什麼是回滾段？

存儲undo日誌的地方，是回滾段。

若是事務未提交，修改數據的記錄就能夠在回滾段中的undo日誌中找回原來的記錄，若是rollback則能夠保證數據正確，數據提交以後回滾段的日誌能夠刪除

核心問題：

舊版本的數據存儲在哪裏-----------------回滾段裏面

存儲舊版本數據，對MySQL 和InnoDB原有的架構是否有巨大沖擊？----衝擊不大

 

InnoDB的內核，會對全部row數據增長三個內部屬性：

(1)DB_TRX_ID，6字節，記錄每一行最近一次修改它的事務ID；

(2)DB_ROLL_PTR，7字節，記錄指向回滾段undo日誌的指針；

(3)DB_ROW_ID，6字節，單調遞增的行ID；

 

InnoDB爲什麼可以作到這麼高的併發？

回滾段裏的數據，實際上是歷史數據的快照（snapshot），這些數據是不會被修改，select能夠肆無忌憚的併發讀取他們。

 

快照讀（Snapshot Read），這種一致性不加鎖的讀（Consistent Nonlocking Read），就是InnoDB併發如此之高的核心緣由之一。

 

這裏的一致性是指，事務讀取到的數據，要麼是事務開始前就已經存在的數據（固然，是其餘已提交事務產生的），要麼是事務自身插入或者修改的數據。

 

什麼樣的select是快照讀？

除非顯示加鎖，普通的select語句都是快照讀，例如：

select * from t where id>2;

 

這裏的顯示加鎖，非快照讀是指：

select * from t where id>2 lock in share mode;

select * from t where id>2 for update;

 

問題來了，這些顯示加鎖的讀，是什麼讀？會加什麼鎖？和事務的隔離級別又有什麼關係？

 

本節的內容已經夠多了，且聽下回分解。

 

總結

(1)常見併發控制保證數據一致性的方法有鎖，數據多版本；

(2)普通鎖串行，讀寫鎖讀讀並行，數據多版本讀寫並行；

(3)redo日誌保證已提交事務的ACID特性，設計思路是，經過順序寫替代隨機寫，提升併發；

(4)undo日誌用來回滾未提交的事務，它存儲在回滾段裏；

(5)InnoDB是基於MVCC的存儲引擎，它利用了存儲在回滾段裏的undo日誌，即數據的舊版本，提升併發；

(6)InnoDB之因此併發高，快照讀不加鎖；

(7)InnoDB全部普通select都是快照讀；

畫外音：本文的知識點均基於MySQL5.6。