108-MySQL(MVCC和undo log)

1、MVCC

• InnoDB的事务隔离级别已提交读和可重复读的底层实现原理：MVCC（多版本并发控制）–》并发的读取方式：快照读
• InnoDB提供了2种读取操作： 锁定读和非锁定读
• 锁定读就是读取的时候加锁了（S锁或者X锁）
• 非锁定读就是读取的时候没有加锁，指的就是MVCC提供的快照读–》依赖底层的undo log回滚日志。

事务日志： undo log回滚日志 和 redo log重做日志

ACID，A：原子性，C：一致性，I：隔离性，D：持久性

• ACD:（依靠 事务日志 保证的）
• I：（依靠 锁+MVCC 保证的）

undo log回滚日志的主要作用：

• 事务发生错误时回滚rollback ，回滚日志（数据在更新的时候，把改之前的数据存下来在回滚日志中，目的是为了事务万一出错回滚了或者我们手动回滚的时候，能够把最初的数据在回滚日志中找到）
• 提供了MVCC的非锁定读（快照读）—》undo log的原理

2、undo log回滚日志

undo log：回滚日志， 保存了事务发生之前的数据的一个版本，用于事务执行时的回滚操作，同时也是实现多版本并发控制（MVCC）下读操作的关键技术。

• DB_TRX_ID：事务ID
• DB_ROLL_PTR：回滚指针

在MVCC下，针对表的所有记录，除了我们能看到的book_id,book_name等存放书籍信息的一张表，如下：

它还会给这张表添加额外的字段如下：

我们看到额外添加了3个字段。

1、DB_ROW_ID

• DB_ROW_ID和MVCC的关系不大，这个是你在创建表的时候，如果没有加主键列，那么InnoDB就给你增加的主键列id，为了区分每一行记录，通过这个id作为主键创建索引树，在B+树的叶子节点上存放一行一行的数据，因为InnoDB的数据和索引是存放在一起的，如果你没有设置主键，它会帮你设置主键。

2、DB_TRX_ID

• DB_TRX_ID(事务ID） （1002, 1001, 1000），我们在之前经常登录两个窗口session，然后各输入begin；这个意思就是在两个窗口上各开启一个事务，事务开启的请求最终会发到MySQL server上，MySQL server为每1个事务都会分配一个全局的，不冲突的事务ID。（InnoDB存储引擎分配的，因为它才支持事务）
• 那也就是说，当我这个事务1修改数据的时候，DB_TRX_ID放的就是事务1的ID，同一个事务对这个数据不断改来改去，这个事务ID是不会改变的。

3、DB_ROLL_PTR

• DB_ROLL_PTR（回滚指针）
• 我们看到，存放的是地址，这个地址表示的是一个数据的内存的位置，看起来是一个链表，上图中的这个橙色表是最后的成品，那么这个表是怎么变来的呢？

最初的时候表是这样的：

假设现在有一个事务来更改这条数据了。
这个事务把book_name给更改了。
改成了这个：

此时数据涉及到修改了，修改的数据存放在当前这个位置，那修改之前的数据存放在哪里？存放在undo log中！

假设最初是 最初给这条数据赋值的事务的ID是1000，回滚指针是空

现在另一个事务要对数据进行修改：

对这条数据修改的事务的ID是1020，它的DB_ROLL_PTR指针就指向修改之前的数据（undo log，是写在缓存中的，提高效率）

假设现在1000这个事务又把book_name给更改了
此时之前的这2条数据就是老数据了，都到undo log里面了

• MVCC会给我们创建的表增加2个列，一个是事务ID，一个是指向修改前的数据的指针
• 修改之前的数据都是放在undo log回滚日志当中。
• 当前数据中是哪个事务ID改的就写哪个事务ID号，DB_ROLL_PTR指针把当前数据和旧数据串成1个链表。从当前行的DB_ROLL_PTR可以访问到旧数据，进行回滚是理所当然的。
  
• 绿色数据表示当前行的最新修改的数据，是事务1002修改的，从指针DB_ROLL_PTR可以找到undo log找到上次修改数据的是事务1001，从事务1001的数据的DB_ROLL_PTR还可以找到上上次的数据是事务1000修改的。以此类推。

举例讲解

我们现在对id=7这条记录进行更改。

• 在MVCC机制下，对这张表增加2列。修改当前数据的事务ID和指向undo log的指针。

我们把id=7的age改为16。如下图所示：

假如我们增加了1行新数据。
因为新的数据就没有老数据，如下图所示：

• 回滚的时候发现是空，就知道是insert增加的数据。回滚的时候执行delete就把这条数据删除了。
• 如果我们对这条新数据进行修改了，那么这些数据就都跑到undo log中了！

如下图所示：

MVCC多版本并发控制

• MVCC是多版本并发控制（Multi-Version Concurrency Control，简称MVCC），是MySQL中基于乐观锁理论实现隔离级别的方式，用于实现已提交读和可重复读隔离级别的实现，也经常称为多版本数据库。
• MVCC机制会生成一个数据请求时间点的一致性数据快照 （Snapshot)， 并用这个快照来提供一定级别 （语句级或事务级） 的一致性读取。从用户的角度来看，好象是数据库可以提供同一数据的多个版本（系统版本号和事务版本号）。