深入理解MySQL中MVCC与BufferPool缓存机制


Posted in MySQL onMay 25, 2022

一、MVCC机制

  • MVCC(Multi Version Concurrency Control),MySQL(默认)RR隔离级别就是通过该机制来保证的,对一行数据的读与写两个操作默认是不会通过加锁互斥来保证隔离性的
  • 串行化隔离级别是为了保证较高的隔离性,是通过将所有操作加锁互斥来实现的
  • MySQL在RC隔离级别和RR隔离级别下都实现了MVCC机制
  • RC每次查询都会创建一个reade-view,而RR在创建完read-view之后,在不提交事务之前,每次查询还是第一次创建的read-view

undo日志版本链与read-view机制

  • undo日志版本链是指一行数据被多个事务一次修改后,当每个事务修改完之后,MySQL会保留修改前的数据undo回滚日志,并且用两个隐藏字段trx_id和roll_pointer把只写undo日志串联起来形成一个历史记录版本链.
  • RR隔离级别,当事务开启,执行任何SQL时会生成当前事务的read-view一致性视图,该视图在事务结束之前都不会变化(如果是RC隔离界别在每次执行查询SQL时都会重新生成最新的read-view),这个视图由执行查询时所有未提交的事务id数组(数组里最小的id为min_id)和已创建的最大事务id(max_id)组成,事务里任何SQL查询结果需要从对应版本链里的最新数据开始逐条跟read-view作比对,从而得到最终的结果

版本链比对规则

  • 如果row的trx_id落在绿色部分(trx < min_id),表示这个版本是已提交的事务生成的,这个数据是可见的
  • 如果row的trx_id落在红色部分(trx > max_id),表示这个版本是由将来启动的(未开始)事务生成的,是不可见的(若row的trx_id就是当前自己的事务是可见的)
  • 如果 row 的 trx_id 落在黄色部分(min_id <= trx_id <= max_id),那就包括两种情况
    • 若 row 的 trx_id 在视图数组中,表示这个版本是由还没提交的事务生成的不可见(若 row 的 trx_id 就是当前自己的事务是可见的)
    • 若 row 的 trx_id 不在视图数组中,表示这个版本是已经提交了的事务生成的可见

深入理解MySQL中MVCC与BufferPool缓存机制

二、BufferPool机制

InnoDB执行的BufferPool缓存机制:

深入理解MySQL中MVCC与BufferPool缓存机制

InnoDB的SQL执行流程:

  • 当客户端执行一条修改的SQL,需要经过Server层,再调用具体的执行引擎
  • 加载数据页,把需要修改数据所在的数据页,缓存到BufferPool
  • 修改前写undo日志,记录更改前数据,如果事务执行失败,使用undo日志进行数据回滚
  • 更新BufferPool中的数据
  • 准备提交事务写redo日志,保存操作记录。redo日志用来恢复已提交事务的BufferPool
  • 准备提交事务写binlog日志,保存操作记录。binlog日志用来恢复磁盘数据
  • 事务提交完成,此时binlog日志写入成功,并且在redo日志中记录了commit标记。事务提交完成后binlog日志和redo日志数据保持一致
  • 数据持久化,IO线程不定期把BufferPool中的数据随机写入到磁盘,完成持久化

三、总结

MVCC实现机制(为什么同一个事务第一次查询出来之后,就算其它事务把新数据修改了,当前事务还是看到之前的数据)

  • 它内部实际有个undo日志版本链,然后在事务第一次查询的时候,它会生成一个read-view一致性视图,然后我们后面所有查询的数据都会根据我们的那个undo日志版本链去跟我们当前的read-view里面按照一定的规则逐行去比对查找对应的数据

BufferPool机制

  • 数据库的增删改查都是直接操作BufferPool的,当我们执行一条修改的SQL经历过Server层之后会调用具体的执行引擎,然后将相关的数据页加载到BufferPool中,修改前写undo日志,记录修改前的数据为了方便事务失败之后的回滚,然后更新BufferPool,准备提交事务写redo日志保存操作记录,因为如果MySQL宕机了会从redo日志中将数据恢复到BufferPool中,然后会写binlog日志,保存操作记录,因为当我们删除数据库跑路时,binlog是用来恢复磁盘数据的,事务提交完成后,binlog日志写入成功,并且在redo日志记录提交标记,此时redo日志和binlog日志数据一致,而redo日志采用顺序IO写入,这样效率堪比内存操作。对于数据持久化,InnoDB会有个后台线程定时去将缓存刷到磁盘里

为什么MySQL不能直接更新磁盘上的数据而是设置了这么一套复杂的机制来执行SQL

  • 因为来一个请求直接对磁盘文件进行随机读写,然后更新磁盘文件里的数据性能可能相当差.
  • 因为磁盘随机读写的性能是非常差的,所以直接更新磁盘文件时不能让数据库抗住高并发的
  • MySQL这套机制看起来很复杂,但它可以保证每个更新请求都是更新内存BufferPool,然后顺序写日志文件,同时还能保证各种异常情况下的数据一致性
  • 更新内存的性能是极高的,然后顺序写磁盘上的日志文件的性能也是非常高的,要远高于随机读写磁盘文件,正是通过这套机制,才能让我们的MySQL数据库在较高配置的机器上每秒可以抗下几千甚至上完的读写请求

到此这篇关于深入理解MySQL中MVCC与BufferPool缓存机制的文章就介绍到这了!


Tags in this post...

MySQL 相关文章推荐
MySQL表的增删改查(基础)
Apr 05 MySQL
Mysql基础之常见函数
Apr 22 MySQL
jdbc使用PreparedStatement批量插入数据的方法
Apr 27 MySQL
Mysql服务添加 iptables防火墙策略的方案
Apr 29 MySQL
MySQL系列之十 MySQL事务隔离实现并发控制
Jul 02 MySQL
sql注入教程之类型以及提交注入
Aug 02 MySQL
Mysql排序的特性详情
Nov 01 MySQL
关于MySQL中的 like操作符详情
Nov 17 MySQL
MySQL中CURRENT_TIMESTAMP的使用方式
Nov 27 MySQL
MySQL七大JOIN的具体使用
Feb 28 MySQL
MySQL为数据表建立索引的原则详解
Mar 03 MySQL
MySQL数据库中的锁、解锁以及删除事务
May 06 MySQL
MYSQL事务的隔离级别与MVCC
详解Mysql数据库平滑扩容解决高并发和大数据量问题
MySQL中EXPLAIN语句及用法
May 20 #MySQL
Mysql 一主多从的部署
May 20 #MySQL
mysql 排序失效
May 20 #MySQL
MySQL 自动填充 create_time 和 update_time
May 20 #MySQL
MySQL数据库 任意ip连接方法
May 20 #MySQL
You might like
如何使用Strace调试工具
2013/06/03 PHP
php魔术方法与魔术变量、内置方法与内置变量的深入分析
2013/06/03 PHP
PHP上传图片进行等比缩放可增加水印功能
2014/01/13 PHP
PHP文件锁函数flock()详细介绍
2014/11/18 PHP
PHP实现的CURL非阻塞调用类
2018/07/26 PHP
在你的网页中嵌入外部网页的方法
2007/04/02 Javascript
javascript 基础篇3 类,回调函数,内置对象,事件处理
2012/03/14 Javascript
IE下写xml文件的两种方式(fso/saveAs)
2013/08/05 Javascript
js点击事件链接的问题解决
2014/04/25 Javascript
js实现浏览本地文件并显示扩展名的方法
2015/08/17 Javascript
JavaScript的Vue.js库入门学习教程
2016/05/23 Javascript
基于ajax与msmq技术的消息推送功能实现代码
2016/12/26 Javascript
微信小程序实现留言板
2018/10/31 Javascript
layer页面跳转,获取html子节点元素的值方法
2019/09/27 Javascript
[08:29]DOTA2每周TOP10 精彩击杀集锦vol.7
2014/06/25 DOTA
[03:27]最受玩家喜爱奖提名:PZH_Element 致玩家寄语
2016/12/20 DOTA
Python实现字符串的逆序 C++字符串逆序算法
2020/05/28 Python
Python饼状图的绘制实例
2019/01/15 Python
Python3 JSON编码解码方法详解
2019/09/06 Python
python实现梯度法 python最速下降法
2020/03/24 Python
TensorFLow 数学运算的示例代码
2020/04/21 Python
Python如何给你的程序做性能测试
2020/07/29 Python
美国电视购物HSN官网:HSN
2016/09/07 全球购物
美国大尺码女装零售商:TORRID
2016/10/01 全球购物
存储过程的优缺点是什么
2015/01/10 面试题
数据库什么时候应该被重组
2012/11/02 面试题
.NET概念性的面试题
2012/02/29 面试题
线程问题:wait()方法是定义在哪个类里面
2015/07/07 面试题
千元咖啡店的创业计划书范文
2013/12/29 职场文书
国家励志奖学金个人先进事迹材料
2014/05/04 职场文书
超市创意活动方案
2014/08/15 职场文书
导游词之湖州-太湖
2019/10/11 职场文书
纯html+css实现奥运五环的示例代码
2021/08/02 HTML / CSS
利用Python将list列表写入文件并读取的方法汇总
2022/03/25 Python
前端JS获取URL参数的4种方法总结
2022/04/05 Javascript
create-react-app开发常用配置教程
2022/06/25 Javascript