MVCC在MySQL中实现无锁的原理

news2025/1/23 6:19:23

一：基础知识

我们知道MySQL是多线程并发处理任务的。MySQL使用了MVCC来实现事务并发的无锁机制。

而且我们还需要知道MySQL的四种隔离级别：读未提交，读已提交（RC），可重复读（RR），串行化。前三种分别对应：脏读，不可重复读，幻读的问题。具体可以看我之前的文章。

我们还需要知道一个叫：undolog的文件。

undolog：通过MVCC记录事务DML操作提交后产生的行数据版本信息。记录DML操作步骤，用于回滚业务，通过逆运算回滚。

redolog：事务提交后，记录DML操作对应物理页修改的内容。

二：MVCC

MVCC基于以下三种结构实现：

1：隐藏列：隐藏列有四个数据：id，数据，事务id，指针。

2：undolog：存储修改数据后的隐藏列。

3：read_view：包含当前事务id，并发事务列表，以及下一个未开始的事务id。

下面举个栗子：

我们先后开启两个事务，第一个事务修改age这个变量，在修改之前，这个age就已经被修改过两次了，因此在undolog中含有之前的一些数据，并且undolog中存储的数据是以隐藏列的方式进行存储的。当事务一修改之后，我们开启事务二，进行查找这个age操作。此时我们事务二会生成一个readview。

在这个readview中，我们含有一些数据：当前的事务id，事务id列表，下一个事务id。当我们获得这个readview后，我们会使用这个在undolog中进行查找。查找分为三种判断：首先是否是自己这个事务修改的，是的话，直接拿取，不是那就沿着指针向下查找。其次如果这个事务id，大于我们最大的事务id，那我们也直接跳过，因为他是在我们开启这个事务之后才开启的。最后我们判断是否小于并发中的最小事务id，也就是，我们开启事务之前，已经修改好的数据，那我们就可以使用。

下面是一个图解，比较好理解。

三：RC和RR的区别

他俩的区别就是：不可重复读的一个问题。在RR中解决了这个问题。其实这个区别也比较简单：RC中是每一次select都会产生一个新的readview，而RR是事务开启后产生一个readview，然后用到事务提交。

这样我们可以拿上面那个图在进行一下对比。比如RR其实就是上面的那幅图，即使在4的位置又进行了一次查询，那还是使用右边这个readview，没有任何变化，因此读取到的数据是一样的，那就解决了不可重复读的问题了。

但是我们把上面那幅图给换成RC的隔离级别的话，那在4的位置会产生一个新的readview，这个时候，我们看到事务一已经提交了，因此我们这个readview会改变，并发事务列表中就只剩下自己的20了，这个时候，我们通过readview读取undolog，会发现第一条最新的数据小于我们最小的事务id，因此这条数据就可以拿取到，所以我们在一个事务中会读取到不同的数据，这就是不可重复读。