此文章为《MySQL 实战 45 讲》的学习笔记,其课程链接可参见:MySQL实战45讲_MySQL_数据库-极客时间
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一、事务的隔离
1、事务的启动时机
2、如何理解事务B查到的k的值是3,而事务A查到的k的值是1?
①、MySQL中两个“视图”的概念
②、数据版本的可见性
3、快照在MVCC中如何工作
①、事务ID(row trx_id)
②、undo log
③、InnoDB是怎么定义那个“100G”的快照的?
4、更新逻辑
①、当前读
5、事务的可重复读的能力是怎么实现的?
①、读提交与可重复读隔离级别最主要的区别
②、在读提交隔离级别下,事务A和事务B的查询语句查到的k是多少?
6、小结
可重复读与读提交的数据版本可见性
7、思考题
如上图所示: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(第一个快照读语句),事务才真正启动。如果你想要马上启动一个事务,可以使用start transaction with consistent snapshot 这个命令。
在MySQL里,有两个“视图”的概念: |
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一个数据版本,对于一个事务视图来说,除了自己的更新总是可见以外,有三种情况: |
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一个数据版本,对于一个事务视图来说,除了自己的更新总是可见以外;由于一致性读的原因,虽然期间这一行数据被修改过,但是事务A不论在什么时候查询,看到这行数据的结果都是一致的,始终为1。而事务B为什么查询到的值是3,请看4.①中的当前读部分。
在可重复读隔离级别下,事务在启动的时候就“拍了个快照”。注意,这个快照是基于整库的。
InnoDB里面每个事务有一个唯一的事务ID,叫作transaction id。它是在事务开始的时候向InnoDB的事务系统申请的,按照申请顺序严格递增。
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),每个版本都有自己的row trx_id。如下图所示,这是一个记录被多个事务连续更新后的状态。
图中虚线框里是同一行数据的4个版本,当前最新版本是V4,k的值是22,它是被transaction id 为25的事务更新的,因此它的row trx_id也是25。
【补充说明】:undo log是什么? |
innodb事务日志包括redo log和undo log。redo log是重做日志,提供前滚操作,undo log是回滚日志,提供回滚操作。 undo log不是redo log的逆向过程,其实它们都算是用来恢复的日志:
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问题:undo log在哪呢? |
实际上,上图中的3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。 |
在实现上, InnoDB为每个事务构造了一个数组,用来保存这个事务启动瞬间,当前正在“活跃”的所有事务ID。“活跃”指的就是,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)。
而数据版本的可见性规则,就是基于数据的row trx_id和这个一致性视图的对比结果得到的,数据版本的可见性规则如下图所示:
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: |
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。
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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。 |
更新操作这里用到了这样一条规则: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)。因此,在更新的时候,当前读拿到的数据是(1,2),更新后生成了新版本的数据(1,3),这个新版本的row trx_id是101。所以,在执行事务B查询语句的时候,一看自己的版本号是101,最新数据的版本号也是101,是自己的更新,可以直接使用,所以查询得到的k的值是3。
其实,除了update语句外,select语句如果加锁,也是当前读。
lock in share mode:读锁(S锁,共享锁)
for update:写锁(X锁,排他锁)
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。
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: |
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“start transaction with consistent snapshot; ”的意思是从这个语句开始,创建一个持续整个事务的一致性快照。所以,在读提交隔离级别下,这个用法就没意义了,等效于普通的start transaction。 |
答案:事务A查询语句返回的是k=2,事务B查询结果k=3 |
原因: 这是因为,此时事务A的查询语句的视图数组是在执行这个语句的时候创建的,时序上(1,2)、(1,3)的生成时间都在创建这个视图数组的时刻之前。但是,在这个时刻:
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InnoDB的行数据有多个版本,每个数据版本有自己的row trx_id,每个事务或者语句有自己的一致性视图。普通查询语句是一致性读,一致性读会根据row trx_id和一致性视图确定数据版本的可见性。
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问题:我用下面的表结构和初始化语句作为试验环境,事务隔离级别是可重复读。现在,我要把所有“字段c和id值相等的行”的c值清零,但是却发现了一个“诡异”的、改不掉的情况。请你构造出这种情况,并说明其原理。
复现出来以后,请你再思考一下,在实际的业务开发中有没有可能碰到这种情况?你的应用代码会不会掉进这个“坑”里,你又是怎么解决的呢? | |
参考答案: | |
此时,session A看到的就是截图中的效果。此外,还有另外一种场景: 这个操作序列跑出来,session A看的内容也是能够复现我截图的效果的。这个session B’启动的事务比A要早。 用新的方式来分析session B’的更新为什么对session A不可见就是:在session A视图数组创建的瞬间,session B’是活跃的,属于“版本未提交,不可见”这种情况。 |
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