数据库学习 2.4 可重复读&读提交

【可重复读】

可重复读的核心就是一致性读(consistent read);而事务更新数据的时候,只能用当前读。如果当前的记录的行锁被其他事务占用的话,就需要进入锁等待。

【读提交和可重复读的区别】

1. 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;

2. 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。

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;

4. 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;

【启动事务的两种方式】

1. 一致性视图是在执行第一个快照读语句时创建的;

2. start transaction with consistent snapshot。

【MysSQL里两个“视图”的概念】

1. view:一个用查询语句定义的虚拟表,在调用的时候执行查询语句并生成结果。创建视图的语法是 create view … ,而它的查询方法与表一样。

2. consistent read view:InnoDB在实现 MVCC 时用到的一致性读视图,用于支持 RC(Read Committed,读提交)和 RR(Repeatable Read,可重复读)隔离级别的实现。

【数据库的多版本并发控制(MVCC)】

图片来自极客时间

同一条记录在系统中可以存在多个版本。

在可重复读隔离级别下,事务在启动的时候拍了个基于整库的快照,即便数据库有100G,事务执行起来也不会是想想中那么慢。那么快照是怎样工作的?

InnoDB里面每个事务有一个唯一的事务 ID(transaction id)。事务开始时向 InnoDB 的事务系统申请,按申请顺序严格递增。每次事务更新数据的时候,都会生成一个新的数据版本,并把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。

图片来自极客时间

图中的V1/V2/V3版本并不真实存在,当需要V2版本数据时,由V4版本经过U3/U2(undo log)算出来。

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)。

数组中事务ID的最小值记为低水位,当前系统中已经创建过的事务 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)。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。


图片来自极客时间

对于当前事务的启动瞬间来说,一个数据版本的 row trx_id,有以下几种可能:

1. 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;

2. 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;

3. 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。

综上,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。

【更新逻辑】

更新数据都是先读后写的,此处这个“读”,只能读当前的值,称为“当前读”(current read)。

图片来自极客时间

如上3个事务:

1. 事务C最先执行的有效更新,此时90变为历史版本,102变为当前版本,最新数据(1,2);

2. 事务B执行更新时,使用读查询,查到当前最新数据V102(1,2),在此基础上进行更新,101变为当前版本,最新数据(1,3)

3. 事务A进行读操作,此时读到事务A启动时的数据(1,1);事务B进行读操作,读到V101时自己进行的更新,读到数据(1,3);事务C进行读操作,读到当前事务最新的数据V102(1,2)。

当前读的应用:除了 update 语句外,select 语句如果加锁,也是当前读。

例:事务 A 的查询语句 select * from t where id=1 修改一下,加上 lock in share mode 或 for update,也都可以读到版本号是 101 的数据,返回的 k 的值是 3。下面这两个 select 语句,就是分别加了读锁(S 锁,共享锁)和写锁(X 锁,排他锁):

mysql> select k from t where id=1 lock in share mode;

mysql> select k from t where id=1 for update;

【两阶段锁协议】

如果修改事务3使其延迟提交,此时B会如何处理?

图片来自极客时间

由于事务 B 是当前读,必须要读最新版本,且必须加锁,因此被锁住,必须等到事务 C’释放这个锁,才能继续它的当前读。

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