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數(shù)據(jù)庫的讀一致性分析

發(fā)布時(shí)間：2020-07-29 01:04:15 來源：網(wǎng)絡(luò) 閱讀：929 作者：zfz_linux_boy 欄目：數(shù)據(jù)庫

前言

提起數(shù)據(jù)庫的事務(wù)，我們就會(huì)想到ACID特性：

A：Atomicity 原子性    事務(wù)中包含的各種操作，要么一起成功，要么全部失敗

C：Consistency 一致性  事務(wù)從一個(gè)一致性的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一個(gè)一致性的狀態(tài) 

I：Isolation 隔離性   各個(gè)事務(wù)之間的可見程度

D：Durability 持久性  數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的改變應(yīng)該是可以持久存儲(chǔ)的

本篇博客將以MySQL為例分析數(shù)據(jù)庫的讀一致性。想分析清楚一致性，必先了解隔離級(jí)別。


數(shù)據(jù)庫的隔離級(jí)別

在SQL標(biāo)準(zhǔn)中是定義了幾種隔離級(jí)別的：


RU：Read Uncommitted（讀取未提交內(nèi)容）

RC：Read Committed（讀取提交內(nèi)容）

RR：Repeatable Read（可重讀）

Serializable（可串行化）


Serializable這種隔離級(jí)別最高，若幾個(gè)事務(wù)對(duì)同一份數(shù)據(jù)進(jìn)行操作（即便是查詢操作），它也針對(duì)每一個(gè)事務(wù)進(jìn)行排序，嚴(yán)格按照排序進(jìn)行事務(wù)的執(zhí)行，顯然解決了事務(wù)可能存在的沖突，但是會(huì)導(dǎo)致大量的超時(shí)以及鎖競(jìng)爭(zhēng)，因此在實(shí)際中大多是不會(huì)采用此種隔離級(jí)別的。

Oracle默認(rèn)的隔離級(jí)別是：RC，并且Oracle只支持RC和Serializable這2種級(jí)別。RC，簡(jiǎn)單一句話，就是一個(gè)事務(wù)中只能看到另一個(gè)事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)的改變。那么RC會(huì)帶來什么問題呢？在同一事務(wù)中，同一條SELECT語句可能會(huì)返回不一樣的結(jié)果，即會(huì)產(chǎn)生  不可重復(fù)讀。


MySQL默認(rèn)的隔離級(jí)別是：RR。在該隔離級(jí)別下，可以保證在同一事務(wù)中，獲取到的數(shù)據(jù)一致。這就是所謂的MySQL的讀一致性，它的實(shí)現(xiàn)基于MVCC，后文中會(huì)分析。


RU可以讓所有事務(wù)都讀取到其他事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)，會(huì)帶來 臟讀，同Serializable一樣，在實(shí)際中，應(yīng)用較少。



淺析MySQL MVCC原理

MVCC（MultiVersion Concurrency Control ）多版本并發(fā)控制，可以簡(jiǎn)單的理解成為一個(gè)row lock的一個(gè)變種，只是在必要的時(shí)候加行鎖。MySQL InnoDB的MVCC簡(jiǎn)單來講是通過給表添加兩列隱藏列來是實(shí)現(xiàn)的。一列是insert/update的時(shí)間，另一列是delete的時(shí)間，當(dāng)然這里的時(shí)間并不是真正的時(shí)間，而是指SVN，即System Version Number，系統(tǒng)版本號(hào)，就是一個(gè)數(shù)字。每次開啟一個(gè)事務(wù)，那么SVN號(hào)遞增。



現(xiàn)在討論在REPEATABLE READ下的MVCC實(shí)現(xiàn):


SELECT


  • Innodb查找insert/update SVN小于等于當(dāng)前事務(wù)的SVN的行，如果是小于，說明行之前就已經(jīng)存在，如果是等于，說明這行是事務(wù)本身修改過的。

  • 行的刪除時(shí)間列要么為空（說明該行未被刪除）要么刪除時(shí)間列的SVN大于當(dāng)前事物的SVN（表示行是在事物開始之后被刪除的）。


只有記錄滿足以上兩條，才會(huì)被select語句返回！


這就是為何MYSQL在RR級(jí)別下，一個(gè)事務(wù)中是肯定讀取不到“之后建立的”別的事務(wù)提交的數(shù)據(jù)，但是在本事務(wù)中更新的數(shù)據(jù)，可以讀取出來的緣故!


INSERT


  • 插入之后以當(dāng)前事務(wù)的SVN號(hào)更新創(chuàng)建列


DELETE


  • 刪除之后，用當(dāng)前SVN更新刪除列


UPDATE


  • 更新創(chuàng)建列為當(dāng)前SVN，同時(shí)更新刪除列為update之前的創(chuàng)建列的SVN值


這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是大部分的讀操作都不用加鎖了，而且是非阻塞的讀取操作，使數(shù)據(jù)庫操作簡(jiǎn)單，性能好，不足之處是增加了存儲(chǔ)開銷，需要額外的維護(hù)工作。


還是那句老話，用空間換取時(shí)間！




向AI問一下細(xì)節(jié)

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