多版本并发控制(MVCC)详解

541人浏览 / 0人评论

参考

http://tools.jbritian.com/link/m

https://blog.csdn.net/zuodaoyong/article/details/124510151

一、前提概要

1、什么是 MVCC ?

MVCC,全称 Multi-Version Concurrency Control ,即多版本并发控制。MVCC 是一种并发控制的方法,一般在数据库管理系统中,实现对数据库的并发访问,在编程语言中实现事务内存。

MVCC 在 MySQL InnoDB 中的实现主要是为了提高数据库并发性能,用更好的方式去处理读-写冲突,做到即使有读写冲突时,也能做到不加锁,非阻塞并发读。

2、什么是当前读和快照读?

在学习 MVCC 多版本并发控制之前,我们必须先了解一下,什么是 MySQL InnoDB 下的当前读和快照读?

  • 当前读:
    • select lock in share mode (共享锁), select for update; update; insert; delete (排他锁)这些操作都是一种当前读,为什么叫当前读?就是它读取的是记录的最新版本,读取时会保证其他并发事务不能修改当前记录,会对读取的记录进行加锁
  • 快照读:
    • 不加锁的 select 操作就是快照读,即不加锁的非阻塞读;快照读的前提是隔离级别不是串行级别,串行级别下的快照读会退化成当前读;之所以出现快照读的情况,是基于提高并发性能的考虑,快照读的实现是基于多版本并发控制,即 MVCC ,可以认为 MVCC 是行锁的一个变种,但它在很多情况下,避免了加锁操作,降低了开销;既然是基于多版本,即快照读可能读到的并不一定是数据的最新版本,而有可能是之前的历史版本

说白了 MVCC 就是为了实现读-写冲突不加锁,而这个读指的就是快照读,而非当前读,当前读实际上是一种加锁的操作,是悲观锁的实现。

3、当前读,快照读和 MVCC 的关系

MVCC 多版本并发控制是 「维持一个数据的多个版本,使得读写操作没有冲突」 的概念,只是一个抽象概念,并非实现。

因为 MVCC 只是一个抽象概念,要实现这么一个概念,MySQL 就需要提供具体的功能去实现它,「快照读就是 MySQL 实现 MVCC 理想模型的其中一个非阻塞读功能」。而相对而言,当前读就是悲观锁的具体功能实现。

要说的再细致一些,快照读本身也是一个抽象概念,再深入研究。MVCC 模型在 MySQL 中的具体实现则是由 3 个隐式字段undo 日志Read View 等去完成的,具体可以看下面的 MVCC 实现原理。

4、MVCC 能解决什么问题,好处是?

数据库并发场景有三种,分别为:

  • 读-读:不存在任何问题,也不需要并发控制。
  • 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。
  • 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。

MVCC 带来的好处是?

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,也就是为事务分配单向增长的时间戳,为每个修改保存一个版本,版本与事务时间戳关联,读操作只读该事务开始前的数据库的快照。 所以 MVCC 可以为数据库解决以下问题:

  • 在并发读写数据库时,可以做到在读操作时不用阻塞写操作,写操作也不用阻塞读操作,提高了数据库并发读写的性能。
  • 同时还可以解决脏读,幻读,不可重复读等事务隔离问题,但不能解决更新丢失问题。

5、小结

简而言之,MVCC 就是因为大佬们,不满意只让数据库采用悲观锁这样性能不佳的形式去解决读-写冲突问题,而提出的解决方案,所以在数据库中,因为有了 MVCC,所以我们可以形成两个组合

  • MVCC + 悲观锁:MVCC解决读写冲突,悲观锁解决写写冲突。
  • MVCC + 乐观锁:MVCC 解决读写冲突,乐观锁解决写写冲突,这种组合的方式就可以最大程度的提高数据库并发性能,并解决读写冲突,和写写冲突导致的问题。

全部评论