【架构师面试-存储-4】-MySQL基于MVCC解决丢失更新

2022-12-01 18:24:02

1：什么是MVCC

概念

MVCC（多版本的并发控制，英文全称：Multi Version Concurrency Control）机制主要用来解决事务中的丢失更新问题。MVCC是用于数据库提供并发访问控制的并发控制技术。与MVCC相对的是基于锁的并发控制， Lock-Based Concurrency Control （LBCC）。

MVCC最大的好处

相信也是耳熟能详：读不加锁，读写不冲突。

在读多写少的OLTP应用中，读写不冲突是非常重要的，极大的增加了系统的并发性能，这也是为什么现阶段，几乎所有的RDBMS，都支持了MVCC。

多版本并发控制

仅仅是一种技术概念，并没有统一的实现标准，其核心理念就是数据快照，不同的事务访问不同版本的数据快照，从而实现不同的事务隔离级别。虽然字面上是说具有多个版本的数据快照，但这并不意味着数据库必须拷贝数据，保存多份数据文件，这样会浪费大量的存储空间。InnoDB通过事务的undo日志巧妙地实现了多版本的数据快照。

MVCC 在mysql 中的实现依赖的是 undo log 与 read view 。

InnoDB的MVCC是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的。这两个列，一个保存了行的事务ID，一个保存了行的回滚指针。每开始一个新的事务，都会自动递增产生一个新的事务id。事务开始时刻的会把事务id放到当前事务影响的行事务id中，当查询时需要用当前事务id和每行记录的事务id进行比较。

注意：MVCC只在REPEATABLE READ和READ COMMITIED两个隔离级别下工作

2：什么是丢失更新

案例1

两个事务针对同一数据都发生修改操作时，会存在丢失更新问题。

案例2

管理者要查询所有用户的存款总额，假设除了用户A和用户B之外，其他用户的存款总额都为0，

A、B用户各有存款1000，所以所有用户的存款总额为2000。但是在查询过程中，用户A会向用户B进行转账操作。转账操作和查询总额操作的时序图如下图所示。

转账和查询的时序图

使用MVCC机制

查询总额事务先读取了用户A的账户存款，然后转账事务会修改用户A和用户B账户存款，查询总额事务读取用户B存款时不会读取转账事务修改后的数据，而是读取本事务开始时的数据副本【在REPEATABLEREAD隔离等级下】

MVCC使得数据库读不会对数据加锁，普通的SELECT请求不会加锁，提高了数据库的并发处理能力。借助MVCC，数据库可以实现READ COMMITTED，REPEATABLE READ等隔离级别，用户可以查看当前数据的前一个或者前几个历史版本，保证了ACID中的I特性（隔离性)。

3：MVCC下的读操作

在MVCC并发控制中，读操作可以分成两类：快照读 (snapshot read)与当前读 (current read)。

快照读：读取的是记录的可见版本 (有可能是历史版本)，不用加锁。

当前读：读取的是记录的最新版本，并且当前读返回的记录，都会加上锁，保证其他事务不会再并发修改这条记录。

在一个支持MVCC并发控制的系统中，哪些读操作是快照读？哪些操作又是当前读呢？

快照读：简单的select操作，属于快照读，不加锁。(当然，也有例外，下面会分析) 不加读锁

读历史版本

当前读：特殊的读操作，插入/更新/删除操作，属于当前读，需要加锁。加行写锁读当前版本

select * from table where ? lock in share mode;
select * from table where ? for update;
insert into table values (…);
update table set ? where ?;
delete from table where ?;
-- 所有以上的语句，都属于当前读，读取记录的最新版本。并且，读取之后，还需要保证其他并发事务不能修改当前记录，对读取记录加锁。其中，除了第一条语句，对读取记录加共享锁外，其他的操作，都加的是排它锁。

4：小结

MVCC是指执行普通的 SEELCT 操作时访问记录的版本链的过程

目标是使不同事务的读-写、写-读操作并发执行，从而提升系统性能。

前提： READ COMMITTD 、 REPEATABLE READ 这两种隔离级别的事务。

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