MySQL隔离级别的实现

Posted wuli光光

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了MySQL隔离级别的实现相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

虽然平时已经很少使用mysql了,但是数据库作为基本技能仍然不能忘,最近在学习数据库隔离级别,在此写下个人理解以备复习。

大家都知道数据库事务ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)的四个特征,也知道数据库存在三种并发问题(脏读、不可重复读、幻读),以及针对性的四种隔离级别(读未提交、读已提交、可重复读、序列化)。

解决与否 脏读 不可重复读 幻读
读未提交 Yes Yes Yes
读已提交 No Yes Yes
可重复读 No No Yes
串行化 No No No

 

 

 

 

 

 

特别提醒一句,隔离级别作用在连接(或会话)级别。客户端每次连接数据库的时候,都要根据自己对一致性的需求程度合理设置自己的事务隔离级别。

那么问题来了,MySQL底层是采用何种技术来实现这四种隔离级别的呢?

读未提交

MySQL全表的数据存储在以主键为排序值的B+树索引中,叶子节点存储了相应主键的整行记录。需要指出的是,叶子节点的数据都是最新的数据,可能是事务提交后的一致状态,也可能是事务执行中的中间值(可能被回滚)。

当隔离级别设置为RU时:

  • 所有的读不加锁,读到的都是叶子节点上最新的值,性能最好。
  • 所有的写(更新、插入、删除)加行级排斥锁,不存在脏写的问题,写完就释放锁。

读已提交

当隔离级别是RC和RR时,就要谈到大名鼎鼎的MVCC(多版本控制) 技术。通过在每行加入若干隐藏的字段,它实现了不加锁的读操作,性能较好。

  • 先说RC级别的写操作,MySQL依然加行级排斥锁。事务开始时会往UNDO日志中写入当前的有效记录值,B+树叶子节点的隐藏列DATA_ROLL_PTR会存储指向该UNDO记录的指针。顺着行的DATA_ROLL_PTR的指针形成一个链表,记录该行数据的有效的历史记录。
  • 再说不加锁的读操作,如果叶子节点正被其他事务锁定,那么MySQL顺着叶子节点的DATA_ROLL_PTR指针找到上一个有效的历史记录即可。

可重复读

在事务开始的时候,除了正常往UNDO日志中写回滚的数据外,会创建一个ReadView,记录了当前活跃的其他事务的ID,其中最小值为Tmin,最大值为Tmax。

当执行SELECT操作时,MySQL顺着行记录的DATA_ROLL_PTR指针查找符合条件的历史版本。这里就用到了另一个隐藏列DATA_TRX_ID,其中存储的是更新该记录的事务ID(事务ID是全局递增且唯一的)。如果DELETE_BIT为1,则代表ID为DATA_TRX_ID的事务对当前行执行了删除。

扫描历史版本串成的链表的过滤条件是:

  1. 如果当前记录的DATA_TRX_ID小于Tmin(之前存在的数据),那么由DELETE_BIT决定是否可见;否则,转2。
  2. 如果当前记录的DATA_TRX_ID小于Tmax,且不在活跃的事务ID集合中,那么由DELETE_BIT决定是否可见视为可见;否则,转3。
  3. 否则视为不可见,顺着DATA_ROLL_PTR进入上一个历史版本,或因为到头而结束回溯。

因为插入的数据版本号要么在活跃事务ID集合内、要么大于当前事务ID,所以MVCC机制同时解决了幻读问题。

需要指出的是,以上三个隔离级别中的读均为普通的SELECT。如果用的是SELECT ... LOCK IN SHARE MODE或SELCT ... FOR UPDATE,均属于当前读。即加写锁,读叶子节点最新值,如果更早的事务改了行值,依然会存在不可重复读的情况。

在RR级别下,如果WHERE的条件列上有唯一索引,那么MySQL只加行级锁;如果是普通索引,会加间隙锁来防止幻读;如果没有索引,就会采用表锁,大大降低并发写的能力。

串行化

读写均加表级的读写锁即可,直接读主键索引B+树的叶子节点的最新数据。该级别下,数据一致性很强,但是并发写的能力非常差。

以上是关于MySQL隔离级别的实现的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

如何更改mysql事务隔离级别

如何查看mysql数据库隔离级别

MySQL-8事务与隔离级别IO

mysql事务隔离级别的实现原理

MySQL隔离级别的实现

mysql隔离级别