Mysql源码解析:MVCC并发控制实现细节深度解读

紫色茉莉 2024-07-28 ⋅ 17 阅读

引言

MVCC(Multi-Version Concurrency Control)是一种常见的并发控制机制,用于在多个读写事务同时进行时,保证读写的一致性以及避免冲突。在Mysql源码中,MVCC被广泛应用于事务的隔离级别实现中。本文将深度解读Mysql源码中MVCC并发控制的实现细节。

一、MVCC的基本原理

MVCC通过为每个事务赋予独立的版本号来实现并发控制。在Mysql中,每个数据行都会有一个隐藏的版本号,用于记录该行对应的最新版本。

在MVCC中,每个事务只能看到自己开始之前的行版本。当事务开始时,会生成一个唯一的事务ID,并在事务中使用该事务ID进行读写。在读取数据时,会根据事务ID和数据行的版本号判断该行是否对该事务可见。对于已提交的事务,其生成的版本记录会被保留,对于未提交的事务,其生成的版本记录只对该事务可见。

当一个写事务提交时,会生成一个新的版本,并更新数据行的版本号。对于读事务来说,只能看到在其开始之前提交的事务生成的版本,即读事务前的所有已提交版本。

二、MVCC在Mysql源码中的实现

2.1 版本链

在Mysql中,每个数据行的版本会形成一个版本链,其中包含了所有该行的历史版本。版本链由一个双向链表链接起来,最新版本位于链表的头部,最旧版本位于链表的尾部。

在源码中,版本链的实现主要体现在rec_t结构体中的undo_noundo_prev_pos字段,undo_no用来记录版本号,undo_prev_pos用来记录前一个版本的位置。通过遍历版本链,可以获取到某个数据行的所有版本。

2.2 事务ID

在Mysql中,每个事务启动时都会生成一个全局唯一的事务ID。事务ID的生成依靠innodb_max_trx_id变量,它保存着当前的最大事务ID。每次生成事务ID时,innodb_max_trx_id会自增。

2.3 事务视图

每个事务在启动时都会创建一个事务视图,用于保存该事务在启动之前已提交的事务ID,也即该事务启动时的innodb_max_trx_id值。事务视图中的事务ID用于判断是否可以读取某个数据行的版本。

在Mysql源码中,事务视图实际上是一个位图的形式,对应trx_sys_t结构体中的view_bitmap字段。通过将位图中对应的位设置为1,即代表对应事务ID已提交,可以在读取数据行版本时进行判断。

2.4 增删改查的实现

2.4.1 增加记录

当一个事务在插入一条记录时,会生成一个新的版本,并将当前的事务ID设置为其版本号。同时,会将该新版本添加到数据行的版本链的头部,并更新数据行的版本号。

2.4.2 删除记录

当一个事务在删除一条记录时,会生成一个新的版本,并将当前的事务ID设置为其版本号。同时,会将该新版本添加到数据行的版本链的头部,并更新数据行的版本号。删除的版本会包含一个标志位,用于标识该版本为删除操作。

2.4.3 修改记录

当一个事务在修改一条记录时,会生成一个新的版本,并将当前的事务ID设置为其版本号。同时,会将该新版本添加到数据行的版本链的头部,并更新数据行的版本号。修改前的记录也会生成一个新的版本,该版本会包含修改后的记录,并包含一个标志位,用于标识该版本为修改操作。

2.4.4 读取记录

当一个事务在读取一条记录时,会遍历数据行的版本链,查找在事务开始之前最新的已提交版本。通过遍历版本链,即可判断某个版本是否对当前事务可见。

三、总结

Mysql中的MVCC并发控制机制,通过为每个数据行分配独立的版本号,并利用事务视图来判断版本是否对某个事务可见。通过版本链的形式,保存了数据行的历史版本。Mysql在增删改查的过程中,都会生成新的版本,并将其添加到数据行的版本链中。

通过深入解读Mysql源码中MVCC并发控制的实现细节,我们可以更好地理解MVCC在数据库系统中的运行机制,为我们的实际开发与调优提供一定的帮助。


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