事务到底是隔离的还是不隔离的?

begin/start transaction命令并不是一个事务的起点,在执行到它们之后的第一个操作InnoDB表的语句,事务才真正启动。使用start transation with consistent snapshot 这个命令可以马上启动一个事务。

在MySQL中有两个视图的概念:

  • 一个是view。它是一个用于查询语句定义的虚拟表,它的语法是:create view ...

  • 另一个是InnoDB 在实现MVCC时用到的一致性读视图,即 consistent read view,用于支持RC(Read Commit 读提交)和RR(Repeatable 可重复读)隔离级别实现的。

“快照”在 MVCC 里是怎么工作的?

在可重复读隔离级别下,事务在启动的时候就“拍个快照”,这个快照时基于整库的。

如果库有100G,那么启动一个事务就需要拷贝100G数据,这样实现是不现实的。

快照是怎么实现的?

InnoDB 里面每个事务都有一个唯一的事务ID,叫做transaction id,它是在事务开始的时候向InnoDB 的事务系统申请的,是按照顺序严格递增的。

而每行数据也都是有多个版本的。每次事务更新数据的时候,都会生成一个新的数据版本,并且把 transaction id 赋值给这个数据版本的事务 ID,记为 row trx_id。同时,旧的数据版本要保留,并且在新的数据版本中,能够有信息可以直接拿到它。

也就是说,数据表中的一行记录,其实可能有多个版本 (row),每个版本有自己的 row trx_id。

如图下所示,就是一个记录被多个事务连续更新后的状态。

图中的三个虚线箭头,就是undo log;而 V1、V2、V3 并不是物理上真实存在的,而是每次需要的时候根据当前版本和 undo log 计算出来的。比如,需要 V2 的时候,就是通过 V4 依次执行 U3、U2 算出来。

事务启动的时候,以启动的时刻为准,如果一个数据版本低于在事务启动之前生成的,那就可见,如果在启动之后才生成的,那就不可见。

在实现上,InnoDB为每个事务构造了一个数据,用来保存这个事务的启动瞬间,当前正在“活跃”的所有事务ID,“活跃”指的是,启动了但还没提交。

数组里面事务 ID 的最小值记为低水位,当前系统里面已经创建过的事务 ID 的最大值加 1 记为高水位。

这个视图数组和高水位,就组成了当前事务的一致性视图(read-view)。

这样,对于当前事务的启动瞬间来说,一个数据版本的 row trx_id,有以下几种可能:

  1. 如果落在绿色部分,表示这个版本是已提交的事务或者是当前事务自己生成的,这个数据是可见的;

  2. 如果落在红色部分,表示这个版本是由将来启动的事务生成的,是肯定不可见的;

  3. 如果落在黄色部分,那就包括两种情况 a. 若 row trx_id 在数组中,表示这个版本是由还没提交的事务生成的,不可见; b. 若 row trx_id 不在数组中,表示这个版本是已经提交了的事务生成的,可见。

** InnoDB 利用了“所有数据都有多个版本”的这个特性,实现了“秒级创建快照”的能力。**

更新逻辑

更新数据都是先读后写的,而这个读,只能读当前的值,称为“当前读”(current read)。

当前读,读取的是最新版本,并且需要先获取对应记录的锁,如以下这些 SQL 类型:

1
2
3
4
5
select ... lock in share mode

select ... for update

update 、delete 、insert

例如,要 update 一条记录,在事务执行过程中,如果不加锁,那么另一个事务可以 delete 这条数据并且能成功 commit ,就会产生冲突了。所以 update 的时候肯定要是当前读,得到最新的信息并且锁定相应的记录。

事务的可重复读的能力是怎么实现的?

可重复读的核心就是一致性读(consistent read);而事务更新数据的时候,只能用当前读。如果当前的记录的行锁被其他事务占用的话,就需要进入锁等待。

而读提交的逻辑和可重复读的逻辑类似,它们最主要的区别是:

  • 在可重复读隔离级别下,只需要在事务开始的时候创建一致性视图,之后事务里的其他查询都共用这个一致性视图;

  • 在读提交隔离级别下,每一个语句执行前都会重新算出一个新的视图。

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