06 : 事物到底是隔离还是不隔离

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,在调用的时候质询查询语句并生成结果,创建视图的语法是create view..., 而它的查询办法与表一样
  • 另一个是InnoDB在实现MVCC时用到的一致性视图,即consistent read view, 用于支持RC 读提交,RR 可重复读,隔离级别的实现。

“快照”在MVCC里是怎么工作的?

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,是按申请顺序严格递增的。
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。
06 : 事物到底是隔离还是不隔离
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。

InnoDB是怎么定义那个“100G”的快照的。
按照可重复读的定义,一个事务启动的时候,能够看到所有已经提交的事务结果。但是之后,这个事务执行期间,其他事务的更新对它不可见。因此,一个事务只需要在启动的时候声明说,“以我启动的时刻为准,如果一个数据版本是在我启动之前生成的,就认;如果是我启动以后才生成的,我就不认,我必须要找到它的上一个版本”。当然,如果“上一个版本”也不可见,那就得继续往前找。还有,如果是这个事务自己更新的数据,它自己还是要认的。

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。
这个视图数组把所有的row trx_id 分成了几种不同的情况。

06 : 事物到底是隔离还是不隔离

  • 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
  • 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;
  • 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。
    有了这个声明后,系统里面随后发生的更新,是不是就跟这个事务看到的内容无关了呢?因为之后的更新,生成的版本一定属于上面的2或者3(a)的情况,而对它来说,这些新的数据版本是不存在的,所以这个事务的快照,就是“静态”的了。

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。
06 : 事物到底是隔离还是不隔离

  • 事务A开始前,系统里面只有一个活跃事务ID是99;
  • 事务A、B、C的版本号分别是100、101、102,且当前系统里只有这四个事务;
  • 三个事务开始前,(1,1)这一行数据的row trx_id是90。
    这样,事务A的视图数组就是[99,100], 事务B的视图数组是[99,100,101], 事务C的视图数组是[99,100,101,102]。
    06 : 事物到底是隔离还是不隔离
    事务A的语句返回的结果 k = 1
    第一个有效更新是事务C,把数据从(1,1)改成了(1,2)。这时候,这个数据的最新版本的row trx_id是102,而90这个版本已经成为了历史版本。
    第二个有效更新是事务B,把数据从(1,2)改成了(1,3)。这时候,这个数据的最新版本(即row trx_id)是101,而102又成为了历史版本。
    你可能注意到了,在事务A查询的时候,其实事务B还没有提交,但是它生成的(1,3)这个版本已经变成当前版本了。但这个版本对事务A必须是不可见的,否则就变成脏读了。
    好,现在事务A要来读数据了,它的视图数组是[99,100]。当然了,读数据都是从当前版本读起的。所以,事务A查询语句的读数据流程是这样的:
  • 找到(1,3)的时候,判断出row trx_id=101,比高水位大,处于红色区域,不可见;
  • 接着,找到上一个历史版本,一看row trx_id=102,比高水位大,处于红色区域,不可见;
  • 再往前找,终于找到了(1,1),它的row trx_id=90,比低水位小,处于绿色区域,可见。

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:

  • 版本未提交,不可见;
  • 版本已提交,但是是在视图创建后提交的,不可见;
  • 版本已提交,而且是在视图创建前提交的,可见。

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)。
06 : 事物到底是隔离还是不隔离
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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)。

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。

下面是读提交时的状态图,可以看到这两个查询语句的创建视图数组的时机发生了变化,就是图中的read view框。

06 : 事物到底是隔离还是不隔离

(1,3)还没提交,属于情况1,不可见;
(1,2)提交了,属于情况3,可见。
所以,这时候事务A查询语句返回的是k=2。
显然地,事务B查询结果k=3。

== 对于可重复读,查询只承认在事务启动前就已经提交完成的数据;==
== 对于读提交,查询只承认在语句启动前就已经提交完成的数据;==

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