MySQL 多版本并发控制机制（MVCC）源码浅析

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来源：无毁的湖光-Al
my.oschina.net/alchemystar/blog/1927425?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg

前言

作为一个数据库爱好者，自己动手写过简单的SQL解析器以及存储引擎，但感觉还是不够过瘾。<>诚然讲的非常透彻，但只能提纲挈领，不能让你玩转某个真正的数据库。感谢cmake,能够让我在mac上用xcode去debug MySQL,从而能去领略它的各种实现细节。

笔者一直对数据库的隔离性很好奇，此篇博客就是我debug MySQL过程中的偶有所得。

(注:本文的MySQL采用的是MySQL-5.6.35版本)

MVCC(多版本并发控制机制)

隔离性也可以被称作并发控制、可串行化等。谈到并发控制首先想到的就是锁，MySQL通过使用两阶段锁的方式实现了更新的可串行化，同时为了加速查询性能，采用了MVCC(Multi Version Concurrency Control)的机制，使得不用锁也可以获取一致性的版本。

Repeatable Read

MySQL的通过MVCC以及(Next-Key Lock)实现了可重复读(Repeatable Read),其思想(MVCC)就是记录数据的版本变迁，通过精巧的选择不同数据的版本从而能够对用户呈现一致的结果。如下图所示:

上图中，(A=50|B=50)的初始版本为1。

1.事务t1在select A时候看到的版本为1，即A=50

2.事务t2对A和B的修改将版本升级为2,即A=0,B=100

3.事务t1再此select B的时候看到的版本还是1, 即B=50

这样就隔离了版本的影响，A+B始终为100。

Read Commit

而如果不通过版本控制机制，而是读到最近提交的结果的话，则隔离级别是read commit,如下图所示:

在这种情况下，就需要使用锁机制(例如select for update)将此A,B记录锁住，从而获得正确的一致结果,如下图所示：

MVCC的优势

当我们要对一些数据做一些只读操作来检查一致性，例如检查账务是否对齐的操作时候，并不希望加上对性能损耗很大的锁。这时候MVCC的一致性版本就有很大的优势了。

MVCC(实现机制)

本节就开始谈谈MVCC的实现机制,注意MVCC仅仅在纯select时有效(不包括select for update,lock in share mode等加锁操作,以及updateinsert等)。

select运行栈

首先我们追踪一下一条普通的查询sql在mysql源码中的运行过程,sql为(select * from test);

其运行栈为:

由于mysql默认隔离级别是repeatable_read(RR),所以read_record重载为 rr_sequential(当前我们并不关心select通过index扫描出row之后再通过condition过滤的过程)。继续追踪:

让我们看下该函数内部:

bool lock_clust_rec_cons_read_sees(const rec_t* rec /*由innodb扫描出来的一行*/,....){
...
// 从当前扫描的行中获取其最后修改的版本trx_id(事务id)
trx_id = row_get_rec_trx_id(rec, index, offsets);
// 通过参数(一致性快照视图和事务id)决定看到的行快照
return(read_view_sees_trx_id(view, trx_id));
}

read_view的创建过程

我们先关注一致性视图的创建过程,我们先看下read_view结构:

然后通过debug，发现创建read_view结构也是在上述的rr_sequential中操作的，继续跟踪调用栈:

我们看下row_search_for_mysql里的一个分支:

row_search_for_mysql:
// 这边只有select不加锁模式的时候才会创建一致性视图
else if (prebuilt->select_lock_type == LOCK_NONE) { // 创建一致性视图
trx_assign_read_view(trx);
prebuilt->sql_stat_start = FALSE;
}