【MySQL】:事务（下）

超、凢脫俗 2024-02-05 18:43 49阅读 0赞

#### 事务 ####

*  一.MVCC机制(读-写)
 *   *  1.预备知识
     *   *  1.三个记录隐藏字段
         *  2.undo日志
     *  2.模拟MVCC
     *  3.Read View
     *   *  4.整体流程
 *  二.RC与RR的本质区别
 *   *  1.当前读和快照读在RR级别下的区别
     *   *  1.测试一
         *  2.测试二
     *  2.RR 与 RC的本质区别

**数据库并发的场景有三种：**

读-读 ：不存在任何问题，也不需要并发控制(不讨论)
    读-写 ：有线程安全问题，可能会造成事务隔离性问题，可能遇到脏读，幻读，不可重复读(主要内容)
    写-写 ：有线程安全问题，可能会存在更新丢失问题，比如第一类更新丢失，第二类更新丢失(问题较少本篇不讨论)

## 一.MVCC机制(读-写) ##

多版本并发控制（ MVCC ）是一种用来解决 读-写冲突的**无锁并发控制**。

### 1.预备知识 ###

> 1.每个事务都要有自己的事务ID,可以根据事务ID的大小，来决定事务到来的先后顺序。

> 2.mysqla可能会面临处理多个事务的情况，事务也有自己的生命周期,mysqd要对多个事务进行管理，先描述，再组织。事务在我看来,mysqla中一定是对应的一个或者一套结构体对象(类对象，事务也要有自己的结构体。

#### 1.三个记录隐藏字段 ####

**DB\_TRX\_ID** ：6 byte，最近修改( 修改/插入 )事务ID，记录创建这条记录/最后一次修改该记录的事  
务ID。

**DB\_ROLL\_PTR** : 7 byte，回滚指针，指向这条记录的上一个版本（简单理解成，指向历史版本就行，这些数据一般在 undo log 中）。

**DB\_ROW\_ID** : 6 byte，隐含的自增ID（隐藏主键），如果数据表没有主键， InnoDB 会自动以  
DB\_ROW\_ID 产生一个聚簇索引。

补充：实际还有一个删除flag隐藏字段, 既记录被更新或删除并不代表真的删除，而是删除flag变了

*例如创建一张表*

![在这里插入图片描述][9490fc10b8634e32a76ac968fb9802a4.png]

上面的意思是：

![在这里插入图片描述][fc8bf3a60d4e4dc1a12a32cf57230a6b.png]

#### 2.undo日志 ####

MySQL 将来是以服务进程的方式，在内存中运行。我们之前所讲的所有机制：索引，事务，隔离性，日志等，都是在内存中完成的，即在 MySQL 内部的相关缓冲区中，保存相关数据，完成各种判断操作。然后在合适的时候，将相关数据刷新到磁盘当中的。

所以，我们这里理解undo log，简单理解成，就是 MySQL 中的一段内存缓冲区，用来保存日志数据的就行。

### 2.模拟MVCC ###

现在有一个事务10，对student表中记录进行修改(update)：将name(张三)改成name(李四)。

> 修改前，现该行记录拷贝到undo log中，所以undo log中就有了一行副本数据。(原理就是写时拷贝)所以现在 MySQL 中有两行同样的记录。现在修改原始记录中的name，改成 ‘李四’。并且修改原始记录的隐藏字段 DB\_TRX\_ID 为当前 事务10 的ID,我们默认从 10 开始，之后递增。而原始记录的回滚指针 DB\_ROLL\_PTR 列，里面写入undolog中副本数据的地址，从而指向副本记录，即表示我的上一个版本就是它。

![在这里插入图片描述][2ad1894c8d964040861db121cbee7843.png]

现在又有一个事务11，对student表中记录进行修改(update)：将age(28)改成age(38)。

> 修改前，现将改行记录拷贝到undo log中，所以，undo log中就又有了一行副本数据。此时，新的 副本，我们采用头插方式，插入undo log。现在修改原始记录中的age，改成 38。并且修改原始记录的隐藏字段 DB\_TRX\_ID 为当前 事务11的ID。而原始记录的回滚指针 DB\_ROLL\_PTR 列，里面写入undolog中副本数据的地址，从而指向副本记录，既表示我的上一个版本就是它。

![在这里插入图片描述][75b0e043b9574e959bf4f847e7a1f20d.png]

这样，我们就有了一个基于链表记录的历史版本链。所谓的回滚，无非就是用历史数据，覆盖当前数  
据。

**上面的一个一个版本，我们可以称之为一个一个的快照。快照读：读取历史版本(一般而言)，就叫做快照读。**

*一些思考*

> 上面是以更新（`upadte`）主讲的,如果是`delete`呢？一样的，别忘了，删数据不是清空，而是设置flag为删除即可。也可以形成版本。

> 如果是`insert`呢？因为`insert`是插入，也就是之前没有数据，那么`insert`也就没有历史版本。但是一般为了回滚操作，insert的数据也是要被放入undo  
> log中，如果当前事务commit了，那么这个undolog的历史insert记录就可以被清空了。

> 总结一下，也就是我们可以理解成，`update`和`delete`可以形成版本链，`insert`暂时不考虑。

**所以为什么我们选择不同的隔离级别用select看到的数据是不一样的呢？就是因为我们看到的是不同版本。换言之我们select看到哪个版本，由隔离级别决定。**

### 3.Read View ###

Read View就是事务进行 **快照读** 操作的时候生产的 **读视图** (Read View)，在该事务执行的快照读的那一刻，会生成数据库系统当前的一个快照，记录并维护系统当前活跃事务的ID(当每个事务开启时，都会被分配一个ID, 这个ID是递增的，所以最新的事务，ID值越大)

Read View 在 MySQL 源码中,**就是一个类**，本质是用来进行可见性判断的。 **即当我们某个事务执行快照读的时候，对该记录创建一个 Read View 读视图**，把它比作条件,用来判断当前事务能够看到哪个版本的数据，既可能是当前最新的数据，也有可能是该行记录的 **undo log** 里面的某个版本的数据。

*该类里有很多数据，最重要的是以下四个：*

![在这里插入图片描述][195c2e0808454a108e56ff399120a4b9.png]  
我们在实际读取数据版本链的时候，是能读取到每一个版本对应的事务ID的，即：当前记录的  
DB\_TRX\_ID 。

那么，我们现在手里面有的东西就有，当前快照读的 ReadView 和 版本链中的某一个记录的  
DB\_TRX\_ID 。

所以现在的问题就是，当前快照读，应不应该读到当前版本记录。

![在这里插入图片描述][9a5292e665c944189d81018c99d16423.png]

> read view是事务的一个可见类，不是事务创建出来的，而是当事务首先进行快照读时而创建的。

#### 4.整体流程 ####

假设当前有条记录：

![在这里插入图片描述][5fe986d7263a4adcaa69fa20bd21771f.png]

事务操作：

![在这里插入图片描述][3e5eaf1a8db3426cb5c76368042f27e5.png]

事务4：修改name(张三) 变成name(李四)。

当 **事务2** 对某行数据执行了 快照读 ，数据库为该行数据生成一个 Read View 读视图。

![在这里插入图片描述][6e672cea16b14c1aba0b213243b3aec3.png]

此时版本链是：

![在这里插入图片描述][b21064540079451080810f73348b57f1.png]

我们的事务2在快照读该行记录的时候，就会拿该行记录的 DB\_TRX\_ID 去跟up\_limit\_id,low\_limit\_id和活跃事务ID列表(trx\_list) 进行比较，判断当前事务2能看到该记录的版本。

![在这里插入图片描述][a6885d197bd148628ee48462bc236ba3.png]

## 二.RC与RR的本质区别 ##

### 1.当前读和快照读在RR级别下的区别 ###

创建一张表：

![在这里插入图片描述][023a16db469b49be9f2ee6e42a805f2d.png]

插入一条数据：

![在这里插入图片描述][811d878419bf477fbba52da2f280a1b2.png]

设置表为RR隔离级别，再开启手动提交：

![在这里插入图片描述][35e2380967b4484ebdd1bb02a8958dce.png]

#### 1.测试一 ####

首先对两个终端都进行select查找。

![在这里插入图片描述][efb1710410d04c2c86ad11e181f1a2fc.png]

接着使用左边终端对age进行修改，然后提交事务。

![在这里插入图片描述][2ce6e43bd43e4024a98e81e034696e71.png]

再使用右边终端进行快照读。

![在这里插入图片描述][59ac9764dad3408e952a3a5caab82d37.png]

可以看到其实查到的表并未发生改变。因为事务B在事务A修改之前使用了select\*（也就是快照的），生成了read view，那么它读到的版本就应该是A进行修改前的版本。  
![在这里插入图片描述][7cf915f9f162419483070ef7d84c6423.png]

#### 2.测试二 ####

把两个事务进行rollback。接着与上面的操作保持一致，仅仅将事务A进行commit前，事务B的select\*动作去掉。

![在这里插入图片描述][40eaae09b38242dcb008fad84cba896b.png]

![在这里插入图片描述][c4cbd6f87fec4a1c80fb4d7e55b24aa4.png]

**结论：**

1.  事务中快照读的结果是非常依赖该事务首次出现快照读的地方，即某个事务中首次出现快照读，决定该事务后续快照读结果的能力。
2.  delete同样如此。

### 2.RR 与 RC的本质区别 ###

> 1.正是Read View生成时机的不同，从而造成RC,RR级别下快照读的结果的不同。

> 2.在RR级别下的某个事务的对某条记录的第一次快照读会创建一个快照及Read View, 将当前系统活跃的其他事务记录起来此后在调用快照读的时候，还是使用的是同一个Read View，所以只要当前事务在其他事务提交更新之前使用过快照读，那么之后的快照读使用的都是同一个Read View，所以对之后的修改不可见；

> 3.即RR级别下，快照读生成Read View时，Read View会记录此时所有其他活动事务的快照，这些事 务的修改对于当前事务都是不可见的。而早于Read View创建的事务所做的修改均是可见。

> 4.而在RC级别下的，事务中，每次快照读都会新生成一个快照和Read View, 这就是我们在RC级别下 的事务中可以看到别的事务提交的更新的原因。

> 5.总之在RC隔离级别下，是每个快照读都会生成并获取最新的Read View；而在RR隔离级别下，则是同一个事务中的第一个快照读才会创建Read View, 之后的快照读获取的都是同一个Read View。

> 6.正是RC每次快照读，都会形成Read View，所以，RC才会有不可重复读问题。

[9490fc10b8634e32a76ac968fb9802a4.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/de32d3c5c8634ca4bbff0f7df7832f6c.png
[fc8bf3a60d4e4dc1a12a32cf57230a6b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/4d740a2f76be4eeb9e3dd72b82ca8687.png
[2ad1894c8d964040861db121cbee7843.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/8636745ff0dc482caacd72427ac82aea.png
[75b0e043b9574e959bf4f847e7a1f20d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/2873d71d7dc6423e95cab51511f42c7d.png
[195c2e0808454a108e56ff399120a4b9.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/9122443e4d804ee79fabc5c7ca05987a.png
[9a5292e665c944189d81018c99d16423.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/72e4868811564fbc969806fed1ed5774.png
[5fe986d7263a4adcaa69fa20bd21771f.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/ed0a5010c9ca4c0087db686803a5fb14.png
[3e5eaf1a8db3426cb5c76368042f27e5.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/ce5fdc54361b42ae98c5417c5d264e53.png
[6e672cea16b14c1aba0b213243b3aec3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/53b1bb6924cc4a818b16c320cfe2fc4b.png
[b21064540079451080810f73348b57f1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/e0d9571bab164399acb1aeeea6c31d78.png
[a6885d197bd148628ee48462bc236ba3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/d88096361b8e4cbe9f78485c87b8df28.png
[023a16db469b49be9f2ee6e42a805f2d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/0a28c3a3f2bc421b9c76e8214a03168c.png
[811d878419bf477fbba52da2f280a1b2.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/cb6e94ee4bda408e9d3f651677e40a93.png
[35e2380967b4484ebdd1bb02a8958dce.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/ef7887509d0042c4a12ef0af1779fa0c.png
[efb1710410d04c2c86ad11e181f1a2fc.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/78dcce852090426ca235f6eb071594ad.png
[2ce6e43bd43e4024a98e81e034696e71.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/2e6535539f0e4b4bbdcde44f694872e8.png
[59ac9764dad3408e952a3a5caab82d37.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/fb83942ab4e84b3fa82f6723628dd5a7.png
[7cf915f9f162419483070ef7d84c6423.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/dd9a2ee3e9e94d16bc17da954b517d77.png
[40eaae09b38242dcb008fad84cba896b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/3536efe9deaa42c388af1fac9aa74663.png
[c4cbd6f87fec4a1c80fb4d7e55b24aa4.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/eeab183daa8b4410a5a694c940679ed2.png