Mvcc機(jī)制

IT那活兒發(fā)布于2023-01-11 13:19 / 2770人閱讀

Mvcc機(jī)制

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mvcc的全稱是（Multi-Version Concurrency Control）多版本并發(fā)控制。此機(jī)制是為了解決事務(wù)之間同時(shí)讀寫造成的鎖導(dǎo)致阻塞。

在數(shù)據(jù)庫中多個(gè)用戶對(duì)一張表的操作，可以簡單的概括為三種狀態(tài)。

一張表，多個(gè)用戶同時(shí)讀取數(shù)據(jù)。（讀讀）
一張表，一個(gè)用戶讀數(shù)據(jù)，一個(gè)用戶寫數(shù)據(jù)。（讀寫）
一張表，多個(gè)用戶同時(shí)寫數(shù)據(jù)。（寫寫）

像是第一種情況不會(huì)出現(xiàn)沖突，多個(gè)用戶可以同時(shí)執(zhí)行。

第三種情況是肯定有沖突不能同時(shí)執(zhí)行。

而第二種情況之前有一種很簡單粗暴的解決辦法，就是加鎖但是這樣的效率很低，而mvcc機(jī)制則是將表中每次更改的記錄都保存下來，如果有多個(gè)用戶進(jìn)行讀寫操作，那么讀數(shù)據(jù)的用戶所看到的只會(huì)是歷史數(shù)據(jù)。執(zhí)行寫操作的用戶只要事務(wù)沒有提交，在事務(wù)中所執(zhí)行的變更對(duì)于其他用戶來說都是不可見的。

事務(wù)與隔離

1. 事務(wù)

什么是事務(wù)？

簡單的說，事務(wù)就是將多個(gè)操作捆綁成一個(gè)操作。所有的操作要么同時(shí)執(zhí)行成功，要么同時(shí)執(zhí)行失敗全部回滾成初始狀態(tài)不會(huì)有第三種可能。這就是事務(wù)中非常重要的一個(gè)概念“原子性”。

一致性：一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能破壞數(shù)據(jù)庫的完整性和一致性，比如如果從A賬戶轉(zhuǎn)賬到B賬戶，不可能因?yàn)锳賬戶扣了錢，而B賬戶沒有加錢。
隔離性：是指多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)，應(yīng)該是互相隔離，不可相互干擾。此性質(zhì)下文會(huì)詳細(xì)解釋。
持久性：是指事務(wù)一旦提交數(shù)據(jù)就必須永久保存，就算遇到系統(tǒng)或者服務(wù)器的故障也不會(huì)丟失。

2. 隔離的四個(gè)級(jí)別

讀未提交 Read uncommitted
這個(gè)級(jí)別可能會(huì)遇到一個(gè)問題“臟讀”，就是a事務(wù)中讀取到了b事務(wù)中更改的數(shù)據(jù)，此時(shí)b事務(wù)回滾a事務(wù)讀到的數(shù)據(jù)最終未被更改。而a事務(wù)后續(xù)所有基于這個(gè)數(shù)據(jù)的操作都是錯(cuò)誤的。這個(gè)就是臟讀。
讀已提交 Read committed
這個(gè)級(jí)別不會(huì)出現(xiàn)臟讀的問題，但是重復(fù)讀的時(shí)候可能會(huì)發(fā)現(xiàn)多次讀取的結(jié)果不一樣。
舉個(gè)例子a事務(wù)有兩個(gè)查詢x表的數(shù)據(jù)，第一次查詢值為1。此時(shí)b事務(wù)執(zhí)行update修改x表值為2。a事務(wù)的第二個(gè)查詢的值就是2。
讀可重復(fù) Repeatable read
該級(jí)別解決了讀已提交的不可重復(fù)讀的問題，在事務(wù)開啟的時(shí)候，不能再修改操作了，直到該事務(wù)提交。（此時(shí)的不能修改值得是在事務(wù)中修改了也不會(huì)生效）。
舉個(gè)例子a事務(wù)有兩個(gè)查詢x表的數(shù)據(jù)，第一次查詢值為1。此時(shí)b事務(wù)執(zhí)行update修改x表值為2。a事務(wù)的第二個(gè)查詢的值還是1。明明已經(jīng)被修改但是查詢的結(jié)果還是未修改的的值，類似這樣的結(jié)果就是幻讀。（在gp中此隔離級(jí)別不會(huì)出現(xiàn)幻讀）
序列化 Serializable
在該級(jí)別下，事務(wù)是按照串行化的順序執(zhí)行，可以避免臟讀，重復(fù)讀，幻讀。雖然可以避免以上的幾種問題但是此級(jí)別的效率可想而知是非常低的。

在greenplum中每一行數(shù)據(jù)，有4個(gè)隱藏字段。雖然這四個(gè)字段是隱藏的，但可以訪問。

xmin ：在創(chuàng)建（insert）記錄（tuple）時(shí)，記錄此值為插入tuple的事務(wù)ID。
xmax ：默認(rèn)值為0.在刪除tuple時(shí)，記錄此值。
cmin和cmax ：標(biāo)識(shí)在同一個(gè)事務(wù)中多個(gè)語句命令的序列值，從0開始，用于同一個(gè)事務(wù)中實(shí)現(xiàn)版本可見性判斷。