MySQL數(shù)據(jù)庫MVCC多版本并發(fā)控制簡介

MySQL數(shù)據(jù)庫的多版本并發(fā)控制MVCC的知識是本文我們主要要介紹的內(nèi)容，接下來就讓我們一起來了解一下這部分內(nèi)容吧。

MVCC

大多數(shù)的MySQL事務(wù)型存儲引擎，如InnoDB，F(xiàn)alcon以及PBXT都不使用一種簡單的行鎖機制。事實上，他們都和另外一種用來增加并發(fā)性的被稱為“多版本并發(fā)控制（MVCC）”的機制來一直使用。MVCC不只使用在MySQL 中，Oracle，PostgreSQL以及其他一些數(shù)據(jù)為系統(tǒng)也同樣使用它。

你可將MVCC看成行級別鎖的一種妥協(xié)，它在許多情況下避免了使用鎖，同時可以提供更小的開銷。根據(jù)實現(xiàn)的不同，它可以允許非阻塞式讀，在寫操作進行時只鎖定必要的記錄。MVCC會保存某個時間點上的數(shù)據(jù)快照。這意味闃事務(wù)可以看到一個一致的數(shù)據(jù)視圖，不管他們需要跑多久。這同時也意味著不同的事務(wù)在同一個時間點看到的同一個表的數(shù)據(jù)可能是不同的。如果你從來沒有過種體驗的話，可能理解起來比較抽象，但是隨著慢慢地熟悉這種理解將會很容易。

各個存儲引擎對于MVCC的實現(xiàn)各不相同。這些不同中的一些包括樂觀和悲觀并發(fā)控制。我們將通過一個簡化的InnoDB版本的行為來展示MVCC工作的一個側(cè)面。 InnoDB：通過為每一行記錄添加兩個額外的隱藏的值來實現(xiàn)MVCC，這兩個值一個記錄這行數(shù)據(jù)何時被創(chuàng)建，另外一個記錄這行數(shù)據(jù)何時過期（或者被刪除）。但是InnoDB并不存儲這些事件發(fā)生時的實際時間，相反它只存儲這些事件發(fā)生時的系統(tǒng)版本號。這是一個隨著事務(wù)的創(chuàng)建而不斷增長的數(shù)字。每個事務(wù)在事務(wù)開始時會記錄它自己的系統(tǒng)版本號。

每個查詢必須去檢查每行數(shù)據(jù)的版本號與事務(wù)的版本號是否相同。讓我們來看看當(dāng)隔離級別是REPEATABLE READ時這種策略是如何應(yīng)用到特定的操作的：SELECT InnoDB必須每行數(shù)據(jù)來保證它符合兩個條件：

1、InnoDB必須找到一個行的版本，它至少要和事務(wù)的版本一樣老(也即它的版本號不大于事務(wù)的版本號)。這保證了不管是事務(wù)開始之前，或者事務(wù)創(chuàng)建時，或者修改了這行數(shù)據(jù)的時候，這行數(shù)據(jù)是存在的。

2、這行數(shù)據(jù)的刪除版本必須是未定義的或者比事務(wù)版本要大。這可以保證在事務(wù)開始之前這行數(shù)據(jù)沒有被刪除。符合這兩個條件的行可能會被當(dāng)作查詢結(jié)果而返回。

INSERT：InnoDB為這個新行記錄當(dāng)前的系統(tǒng)版本號。

DELETE：InnoDB將當(dāng)前的系統(tǒng)版本號設(shè)置為這一行的刪除ID。

UPDATE：InnoDB會寫一個這行數(shù)據(jù)的新拷貝，這個拷貝的版本為當(dāng)前的系統(tǒng)版本號。它同時也會將這個版本號寫到舊行的刪除版本里。

這種額外的記錄所帶來的結(jié)果就是對于大多數(shù)查詢來說根本就不需要獲得一個鎖。他們只是簡單地以最快的速度來讀取數(shù)據(jù)，確保只選擇符合條件的行。這個方案的缺點在于存儲引擎必須為每一行存儲更多的數(shù)據(jù)，做更多的檢查工作，處理更多的善后操作。

MVCC只工作在REPEATABLE READ和READ COMMITED隔離級別下。READ UNCOMMITED不是MVCC兼容的，因為查詢不能找到適合他們事務(wù)版本的行版本；它們每次都只能讀到最新的版本。SERIABLABLE也不與 MVCC兼容，因為讀操作會鎖定他們返回的每一行數(shù)據(jù)。

說明：

通過使用MVCC（Multi-Version Concurrency Control）算法自動提供并發(fā)控制。MVCC維持一個數(shù)據(jù)的多個版本使讀寫操作沒有沖突。也就是說數(shù)據(jù)元素X上的每一個寫操作產(chǎn)生X的一個新版本，GBase 8m為X的每一個讀操作選擇一個版本。由于消除了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)元素讀和寫操作的沖突，GBase 8m得到優(yōu)化，具有更好的性能。特別是對于數(shù)據(jù)庫讀和寫兩種方法，他們不用等待其他同時進行的相同數(shù)據(jù)寫和讀的完成。在并發(fā)事務(wù)中，數(shù)據(jù)庫寫只等待正在對同一行數(shù)據(jù)進行更新的寫，這是現(xiàn)有的行鎖定方法的弱點。同時MVCC回收不需要的和長時間不用的內(nèi)存，防止內(nèi)存空間的浪費。MVCC優(yōu)化了數(shù)據(jù)庫并發(fā)系統(tǒng)，使系統(tǒng)在有大量并發(fā)用戶時得到最高的性能，并且可以不用關(guān)閉服務(wù)器就直接進行熱備份。

比鎖定的優(yōu)勢

使用MVCC多版本并發(fā)控制比鎖定模型的主要優(yōu)點是在MVCC里， 對檢索（讀）數(shù)據(jù)的鎖要求與寫數(shù)據(jù)的鎖要求不沖突， 所以讀不會阻塞寫，而寫也從不阻塞讀在數(shù)據(jù)庫里也有表和行級別的鎖定機制， 用于給那些無法輕松接受 MVCC 行為的應(yīng)用。 不過，恰當(dāng)?shù)厥褂?MVCC 總會提供比鎖更好地性能。

GBase8的特性

在GBase中的查詢功能通過 MVCC 提供的一致性非鎖讀（在下文我們簡稱為一致性讀），就是提供通過數(shù)據(jù)庫在一個時間點上的快照來實現(xiàn)信息的查詢。查詢只是對那些在這個時間點之前提交的事務(wù)所做的變更，而并不關(guān)注在時間點之后的變更或未提交的事務(wù)。當(dāng)然，若是該事務(wù)自身進行的變更，對于查詢是可見的。GBase 的默認(rèn)級別是 READ COMMITTED ，在該隔離級別下事務(wù)中的查詢語句，使用當(dāng)前時間戳進行一致性讀，每次查詢的時間戳是不相同的。　

但對REPEATABLE READ 隔離級別，在同一個事務(wù)中的所有一致性讀，使用的時間戳均是第一個查詢的時間戳，這樣讀取的也就是由該事務(wù)第一次讀建立起來的數(shù)據(jù)快照。用戶只有通過提交當(dāng)前事務(wù)，并發(fā)出一個新的查詢才會得到新的數(shù)據(jù)快照。一致性讀是 GBase 在 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 隔離級別下，處理 SELECT 語句中使用的默認(rèn)模式。一致性讀在它讀的數(shù)據(jù)上不設(shè)置任何鎖，因此在一致性讀某個表的同時，其它用戶均可以修改這個表。

注意在 DROP TABLE 和 ALTER TABLE 運作時，一致性讀無效 。一致性讀在 DROP TABLE 上無效是因為 GBase 不能使用已經(jīng) drop 的表，該表已經(jīng)刪除。一致性讀在 ALTER TABLE 上無效是因為 GBase 會在事務(wù)內(nèi)，重新創(chuàng)建一個新表并從舊表向新表插入記錄。這樣當(dāng)用戶再次執(zhí)行一致性讀時，在新表中將看不到任何行，因為在新表中的數(shù)據(jù)都在第一次一致性讀的快照之外。

關(guān)于MySQL數(shù)據(jù)庫的多版本并發(fā)控制MVCC的介紹就到這里了，希望本次的介紹能夠?qū)δ兴斋@！

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