MySQL InnoDB 事務隔離級別的實現原理

今天介紹下，在 MySQL 的 InnoDB 存儲引擎中，事務隔離是如何實現的。

InnoDB 裏面每一個事務有一個惟一的事務 ID，叫做 transaction id。它是在事務開始的時候向 InnoDB 的事務系統申請的，是按申請順序嚴格遞增的。

對於數據庫的每行記錄，都會有三個隱藏字段：db_trx_id (事務 id)、db_roll_pt (回滾指針)、delete_flag(刪除標記)。— 有懂的朋友，還望別細糾，其實 delete_flag 是在頭信息中，這裏是爲了方便理解

對於 DML 操做來講：

• INSERT：建立一條數據，db_trx_id 的值爲當前事務 id, db_roll_pt 爲 null 。
• UPDATE：複製一行數據，將當前複製後這一行的 db_trx_id 置爲當前事務的 id，db_roll_pt 是一個指針，指向複製前的那一條的。
• DELETE：複製一行數據，將當前複製後這一行的 db_trx_id 置爲當前事務的 id，db_roll_pt 是一個指針，指向複製前的那一條的。並把 delete_flag 置爲 true 。

咱們會用此語句建表及初始化數據，用於下面舉例：

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `k` varchar(32) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;

insert into t(id, k) values(1, 1);
複製代碼

數據初始狀態爲：

Repeatable Read 可重複讀

如當前的隔離界別爲 Repeatable Read ，下面是 SQL 的執行過程：

那麼對於第 8，10，12，13 行來講，查詢的結果應該是什麼呢？

結果應該分別是：2，1，3，1 。

下面咱們來逐步回放，MySQL 底層是如何實現這整個過程的：

• 第 1 行：表示每一個事務的 ID 號，其中 read view 取的是全部當前活躍的事務 ID 數組，活躍指的是，已開啓並生成事務 ID 但未提交的事務。max id 取的是，目前爲止，最大的事務 ID，不管是否已提交。咱們還稱 read view 數組中，最小的值爲 min id。

• 第 2 - 4 行：表示分別開啓使用，並建立此事務的 read view 及 max id，要注意的是，這裏我並無使用 begin/start transaction 來開啓事務，是由於它們並不會立刻建立 read view 及 max id，而是在執行第一條 select 語句後，來進行建立的。

• 第 5 行爲修改 k 的值，自增 1，按照上面所說的規則，修改後：

  

• 第 6 行，提交 ID 爲 102 的事務。

• 第 7 行執行了一個簡單查詢，未手動開啓事務，但也會自動開啓並生成 read view 及 max id，分別爲 read-view: [100, 101] ，max-id: 103

此時會根據查詢規則，進行查找，規則以下：

1. 若是數據的 db_trx_id < min id ，則說明數據在開啓當前事務前已提交的，內容可見。

2. 若是數據的 db_trx_id > max id ，則說明數據在此事務啓動後生成的，內容不可見。

3. 若是數據的 min id <= db_trx_id <= max id ，則還分爲兩種狀況：

   3.1 若 db_trx_id 在 read view 的數組中，表示這個版本是由還沒提交的事務生成的，不可見，但若是是本身的事務，則可見。

   3.2. 若不在數據中，則表示這個版本是已經提交了的事務生成的，可見。

示意圖以下：

當前的事務的一致性視圖爲 read view: [100, 101] ，max id: 103，那麼根據這個規則，在上面的數據鏈中查詢數據，從最新的藍色，開始找，找到第一個數據的 db_trx_id 爲 102，符合規則 3.2 屬於可見範圍，查詢結果爲 2。

• 第 8 行，當前的事務的一致性視圖爲 read view: [100, 101] ，max id: 101一樣根據規則，第一個數據的 db_trx_id 爲 102，符合規則 2，不可見，那麼根據指針 db_roll_pt 繼續查找，找到 db_trx_id 爲 10 的數據，符合規則 1，數據可見，查詢結果爲 1。

• 第 9 行，修改 k 的值，自增 1，按照上面所說的規則，修改後：

  

• 第 10 行，當前的事務的一致性視圖爲 read view: [100] ，max id: 100 一樣根據規則，第一個數據的 db_trx_id 爲 100，符合規則 3.1，在 read view 數組中，可是此 id 爲當前事務 id，因此但是可見的，查詢結果爲 3。

• 第 11 行，當前的事務的一致性視圖爲 read view: [100, 101] ，max id: 101 一樣根據規則，第一個數據的 db_trx_id 爲 100，符合規則 3.1，在 read view 中，可是此 id 不爲當前事務 id，因此內容可見的，那麼根據指針 db_roll_pt 繼續查找，找到 db_trx_id 爲 102 的數據，符合規則 2，不可見，繼續根據指針 db_roll_pt 查找，找到 db_trx_id 爲 10 的數據，符合規則 1，數據可見，查詢結果爲 1。

• 第 12 - 13 行，爲提交事務語句。

Read Committed 讀已提交

處於 Read Committed 讀已提交 也可套用上面的規則，不過一致性視圖： read view 和 max id 的建立時機，是每一條 select 語句時從新生成。你根據上面的內容，能夠本身動手試驗下讀已提交。