用简单明了的语言解析MySQL中的MVCC！
2023-01-21 02:23:45
MVCC：提升数据库并发性的利器
在当今数字时代，数据库系统已成为各类应用不可或缺的基石。其中，并发控制是数据库系统中至关重要的技术，它允许多个用户同时操作数据库，而无需担心数据一致性的问题。
并发控制的两大流派
MySQL 中实现了两种并发控制机制：悲观并发控制和乐观并发控制。悲观并发控制的思路是，当一个事务要读取或修改数据时，会先对该数据进行加锁，防止其他事务对其进行修改。而乐观并发控制则更加灵活，它认为不同事务之间发生冲突的概率很低，因此允许多个事务同时读取和修改数据，只有在事务提交时才检查是否有冲突。
MVCC：乐观并发控制的明星
MVCC（多版本并发控制）属于乐观并发控制，它的核心思想是：当读取数据时，每个用户都能看到一个数据的一致性快照，无需担心其他用户正在修改该数据。这样，即使在写入操作期间，也能保证读取操作的正确性。
MVCC 的基本概念
- 版本： MVCC 中，每个数据都有多个版本，每个版本都有一个唯一的时间戳。
- 读视图： 每个事务都有一个读视图，它定义了事务可以看到的数据版本。
- 回滚日志： MVCC 通过回滚日志来实现多版本，它记录了每个事务对数据的修改，以便在需要时回滚这些修改。
MVCC 的工作原理
MVCC 通过以下步骤来实现多版本并发控制：
- 事务开始时，系统会为其创建一个读视图。
- 事务读取数据时，系统会返回该数据在读视图时间点上的版本。
- 事务修改数据时，系统会创建一个新的数据版本，并将旧的数据版本保存在回滚日志中。
- 如果另一个事务尝试读取一个已经被修改的数据，系统会从回滚日志中恢复该数据的旧版本，并将其返回给该事务。
MVCC 的优势和局限性
优势：
- 提升并发性能：MVCC 允许多个用户同时操作同一个数据，而无需担心数据不一致的问题，从而提升了数据库的并发性能。
- 简化编程：MVCC 无需应用程序显式处理并发控制，这简化了应用程序的编程。
- 提高可扩展性：MVCC 无需对数据进行加锁，这使得数据库可以更轻松地扩展到多个服务器。
局限性：
- 增加存储开销：MVCC 需要保存多个数据版本，这会增加数据库的存储开销。
- 增加计算开销：MVCC 需要在读取数据时查找和合并多个数据版本，这会增加数据库的计算开销。
- 幻读问题：MVCC 可能会导致幻读问题，即一个事务在读取数据时，看到另一个事务已经提交但尚未提交的数据。
代码示例
-- 创建一个测试表
CREATE TABLE test_table (
id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
name VARCHAR(255) NOT NULL,
PRIMARY KEY (id)
);
-- 插入一些数据
INSERT INTO test_table (name) VALUES ('John'), ('Mary'), ('Bob');
-- 开启一个事务
START TRANSACTION;
-- 读取数据
SELECT * FROM test_table;
-- 修改数据
UPDATE test_table SET name = 'John Doe' WHERE id = 1;
-- 提交事务
COMMIT;
在上面的示例中，事务读取了 test_table 表中的数据，然后修改了第一条记录。此时，另一个事务仍然可以看到修改前的原始数据版本，直到第一个事务提交之后。
结论
MVCC 是一种高效的并发控制机制，它可以提升数据库的并发性能、简化编程并提高可扩展性。但是，MVCC 也有一些局限性，如增加存储和计算开销以及幻读问题。因此，在选择并发控制机制时，需要根据实际情况权衡 MVCC 的优缺点。
常见问题解答
-
MVCC 与悲观并发控制有什么区别？
悲观并发控制会对数据进行加锁，而 MVCC 则允许多个事务同时读取和修改数据，只有在事务提交时才检查是否有冲突。 -
MVCC 如何解决幻读问题？
MVCC 无法完全解决幻读问题，但它可以通过使用更严格的隔离级别（如串行化隔离）来减少幻读发生的概率。 -
MVCC 的存储开销大吗？
MVCC 的存储开销取决于应用程序的并发性水平和数据的更新频率。 -
MVCC 会影响查询性能吗？
MVCC 可能会增加读取操作的计算开销，但通常不会对查询性能产生重大影响。 -
MVCC 可以用于哪些数据库系统？
MVCC 被广泛用于许多数据库系统中，包括 MySQL、PostgreSQL 和 Oracle。
