数据库事务系列-MySQL跨行事务模型(2)

MySQL中MVCC机制相比HBase来说要复杂的多,涉及的数据结构也比较复杂。为了解释的比较清晰,以一个栗子为模版进行解释。比如当前有一行记录如下图所示:

数据库事务系列-MySQL跨行事务模型

前面四列是该行记录的实际列值,需要重点关注的是DB_TRX_ID和DB_ROLL_PTR两个隐藏列(对用户不可见)。其中DB_TRX_ID表示修改该行事务的事务ID,而DB_ROLL_PTR表示指向该行回滚段的指针,该行记录上所有版本数据,在undo中都通过链表形式组织,该值实际指向undo中该行的历史记录链表。

现在假设有一个事务trx2修改了该行数据,该行记录就会变为下图形式,DB_TRX_ID为最近修改该行事务的事务ID(trx2),DB_ROLL_PTR指向undo历史纪录链表:

数据库事务系列-MySQL跨行事务模型

了解了MySQL行记录之后,再来看看事务的基本结构,下图是MySQL的事务数据结构,上文我们提到过。事务在开启之后会创建一个数据结构存储事务相关信息、锁信息、undo log以及非常重要的read_view信息。

read_view保存了当前事务开启时整个MySQL中所有活跃事务列表,如下图所示,在当前事务开启的时候,系统中活跃的事务有trx4、trx6、trx7以及trx10。另外,up_trx_id表示当前事务启动时,当前事务链表中最小的事务ID;low_trx_id表示当前事务启动时,当前事务链表中最大的事务ID。

数据库事务系列-MySQL跨行事务模型

read_view是实现MVCC的一个关键点,它用来判断记录的哪个版本对当前事务可见。如果当前事务要读取某行记录,该行记录的版本号(事务ID)为trxid,那么:

1. 如果trxid < up_trx_id,说明该行记录所在的事务已经在当前事务创建之前就提交了,所以该行记录对当前事务可见。

2. 如果trxid > low_trx_id,说明该行事务所在的事务是在当前事务创建之后才开启,所以该行记录对当前事务不可见。

3. 如果up_trx_id < trxid < low_trx_id, 那么表明该行记录所在事务在本次新事务创建的时候处于活动状态。从up_trx_id到low_trx_id进行遍历,如果trxid等于他们之中的某个事务id的话,那么不可见,否则可见。

以下面行记录为例,该行记录存在多个版本(trx2、trx5、trx7以及trx12),其中trx12是最新版本。看看该行记录中哪个版本对当前事务可见。

1. 该行记录的最新版本为trx12,与当前事务read_view进行对比发现,trx12大于当前活跃事务列表中的最大事务trx10,表示trx12是在当前事务创建之后才开启的,因此不可见。

2. 再查看该行记录的第二个最新版本为trx7,与当前事务read_view对比发现,trx7介于当前活跃事务列表最小事务ID和最大事务ID之间,表明该行记录所在事务在当前事务创建的时候处于活动状态,在活跃列表中遍历发现trx7确实存在,说明该事务还没有提交,所以对当前事务不可见。

3. 继续查看该记录的第三个最新版本trx5,也介于当前活跃事务列表最小事务ID和最大事务ID之间,表明该行记录所在事务在当前事务创建的时候处于活动状态,但遍历发现该版本并不在活跃事务列表中,说明trx5对应事务已经提交(注:事务提交时间与事务编号没有任何关联,有可能事务编号大的事务先提交,事务编号小的事务后提交),因此trx5版本行记录对当前事务可见,直接返回。

数据库事务系列-MySQL跨行事务模型

Read Committed(技术解读:写写并发使用X锁,读写并发使用MVCC避免脏读)

上文介绍了MySQL中MVCC技术实现机制,但要明白RC隔离级别下事务可见性,还需要get一个核心点:RC隔离级别下的事务在每次执行select时都会生成一个最新的read_view代替原有的read_view。

数据库事务系列-MySQL跨行事务模型

如上图所示,左侧为1号事务,在不同时间点对id=1的记录分别查询了三次。右侧为2号事务,对id=1的记录进行了更新。更新前该记录只有一个版本,更新好变成了两个版本。

1号事务在RC隔离级别下每次执行select请求都会生成一个最新的read_view,前两次查询生成的全局事务活跃列表中包含trx2,因此根据MVCC规定查到的记录为老版本;最后一次查询的时间点位于2号事务提交之后,因此生成的全局活跃事务列表中不包含trx2,此时在根据MVCC规定查到的记录就是最新版本记录。

Repeatable Read(技术解读:写写并发使用X锁,读写并发使用MVCC避免不可重复读;当前读使用Gap锁避免幻读)

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