MySQL（七）MVCC【多版本并发控制机制】与BufferPool【缓存机制】

一、MVCC【多版本并发控制机制】

　　表现形式：Mysql在可重复读隔离级别下如何保证事务较高的隔离性，同样的sql查询语句在一个事务里多次执行查询结果相同，就算其它事务对数据有修改也不会影响当前事务sql语句的查询结果。

　　好处：对一行数据的读和写两个操作默认不会通过加锁互斥来保证隔离性，避免了频繁加锁互斥。

　　PS：在串行化隔离级别时，为了保证较高的隔离性是通过将所有操作加锁互斥来实现的。

undo日志版本链与read view机制详解

一致性视图read-view

　　组成：

• 所有未提交事务id数组【PS：数组最小值为min_id】
• 已创建的最大事务id【PS：把最大事务id当作max_id】

　　表现格式：readview:[100,200], 300

　　生成read-view的时间节点：第一次执行查询语句时才会去用数据库的真实数据生成，而不是在事务开启begin时生成。

　　PS：当事务开启，执行任何查询sql时会生成当前事务的一致性视图read-view，该视图在事务结束之前都不会变化。

　　PS：如果是读已提交隔离级别在每次执行查询sql时都会重新生成。

　　PS：MyISAM表没有事务的概念，所以就不考虑了。

　　PS：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修改操作InnoDB表的语句， 事务才真正启动，才会向mysql申请事务id，mysql内部是严格按照事务的启动顺序来分配事务id的。

　　🌰：我们通过一个例子来图解一下什么是一致性视图：

undo日志版本链

　　定义：指一行数据被多个事务依次修改，在每个事务修改完后，Mysql会保留修改前的数据undo回滚日志，并且用两个隐藏字段trx_id和roll_pointer把这些undo日志串联起来形成一个历史记录版本链。

　　我们根据上面的🌰可以生成如下版本链：

版本链比对规则

　　根据上面的图，我们可以推导出如下规则：

• 1、 如果 row 的 trx_id 落在天蓝色部分( trx_id<min_id )，表示这个版本是已提交的事务生成的，这个数据是可见的；
• 2、如果 row 的 trx_id 落在红色部分( trx_id>max_id )，表示这个版本是由将来启动的事务生成的，是不可见的【PS：若trx_id就是当前自己的事务是可见的】
• 3、如果 row 的 trx_id 落在黄色部分(min_id <=trx_id<= max_id)，那就包括两种情况
  • A. 若 row 的 trx_id 在视图数组中，表示这个版本是由还没提交的事务生成的，不可见【PS：若trx_id就是当前自己的事务是可见的】
  • B. 若 row 的 trx_id 不在视图数组中，表示这个版本是已经提交了的事务生成的，可见

 　　PS：删除的情况可以认为是update的特殊情况，会将版本链上最新的数据复制一份，然后将trx_id修改成删除操作的 trx_id，同时在该条记录的头信息（record header）里的（deleted_flag）标记位写上true，来表示当前记录已经被删除，在查询时按照上面的规则查到对应的记录如果delete_flag标记位为true，意味着记录已被删除，则不返回数据。

小结

　　MVCC机制的实现就是通过read-view机制与undo版本链比对机制，使得不同的事务会根据数据版本链对比规则读取同一条数据在版本链上的不同版本数据。

二、Innodb引擎SQL执行的BufferPool缓存机制

　　话不多说，直接上图~

　　PS：MySQL底层是按页【page】来操作数据的

三、小问答

Q：MySQL多了一步redo操作磁盘  为啥效率还高？

• 1、对磁盘文件进行读写是以随机读写方式进行的，而磁盘随机读写的性能是非常差的，所以直接更新磁盘文件是不能让数据库抗住很高并发的。
• 2、Mysql这套机制看起来复杂，但它可以保证每个更新请求都是更新内存BufferPool，然后顺序写日志文件，同时还能保证各种异常情况下的数据一致性。
• 3、顺序IO的写入就一直在文件末尾追加，另外由于redo文件几乎不会删除，所以redo进行读的时候，顺序读写也相当快。
• 4、磁盘文件（ibd文件）一般都是随机IO，读写都慢。而写redo log都是顺序读写，直接往后面插入数据，速度相当快~