一、事务的启动时机:begin/start transaction 命令并不是一个事务的起点,在执行到它们之后的第一个操作InnoDB表的语句(第一个快照读语句),事务才真正启动。如果你想要马上启动一个事务,可以使用start transaction with consistent snapshot 这个命令。
二、在MySQL里,“视图”的两个概念:
1)一个是view。是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)一个是InnoDB在实现MVCC时用到的一致性读视图,即consistent read view,用于支持RC(Read Committed,读提交)、RR(Repeatable Read,可重复读)隔离级别的实现。
三、“快照”在MVCC里的工作方式:
在可重复读隔离级别下,事务在启动的时候就“拍了个快照”。注意,这个快照是基于整库的。InnoDB里面每个事务有一个唯一的事务ID,叫作transaction id。它是在事务开始的时候向InnoDB的事务系统申请的,是按申请顺序严格递增的。而每行数据也都是有多个版本的。每次事务更新数据的时候,都会生成一个新的数据版本,并且把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。也就是说,数据表中的一行记录,其实可能有多个版本(row),每个版本有自己的row trx_id。而每种状态并不是物理上都是真实存在的,只记录了当前的状态。如果需要之前的状态,需要根据当前版本和undo log计算出来的。而undo log是储存的是每个版本的数据。
四、InnoDB是怎么定义“100G”的快照的?
按照可重复读的定义,一个事务启动的时候,能够看到所有已经提交的事务结果。但是之后,这个事务执行期间,其他事务的更新对它不可见。因此,一个事务只需要在启动的时候声明说,“以我启动的时刻为准,如果一个数据版本是在我启动之前生成的,就认;如果是我启动以后才生成的,我就不认,我必须要找到它的上一个版本”。当然,如果“上一个版本”也不可见,那就得继续往前找。还有,如果是这个事务自己更新的数据,它自己还是要认的。在实现上, 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。数组里面事务ID的最小值记为低水位,当前系统里面已经创建过的事务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)。而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。这个视图数组把所有的row trx_id 分成了几种不同的情况。
这样,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。(比低水位大,但是在当前事务启动前,就已经提交了)
根据这个声明,系统里面随后发生的更新,就跟这个事务看到的内容无关了。因为之后的更新,生成的版本一定属于上面的2或者3(a)的情况,而对它来说,这些新的数据版本是不存在的,所以这个事务的快照,就是“静态”的了。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。
五、分析事务A的语句返回的结果:
mysql> CREATE TABLE `t` (
`id` int(11) NOT NULL,
`k` int(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;
insert into t(id, k) values(1,1),(2,2);
方法一:
假设:
事务A开始前,系统里面只有一个活跃事务ID是99;
事务A、B、C的版本号分别是100、101、102,且当前系统里只有这四个事务;
三个事务开始前,(1,1)这一行数据的row trx_id是90。
这样,事务A的视图数组就是[99,100], 事务B的视图数组是[99,100,101], 事务C的视图数组是[99,100,101,102]。
第一个有效更新是事务C,把数据从(1,1)改成了(1,2)。这时候,这个数据的最新版本的row trx_id是102,而90这个版本已经成为了历史版本。
第二个有效更新是事务B,把数据从(1,2)改成了(1,3)。这时候,这个数据的最新版本(即row trx_id)是101,而102又成为了历史版本。
在事务A查询的时候,事务B还没有提交,但是它生成的(1,3)这个版本已经变成当前版本了。但这个版本对事务A必须是不可见的,否则就变成脏读了。
事务A读数据时,它的视图数组是[99,100]。当然了,读数据都是从当前版本读起的。所以,事务A查询语句的读数据流程是这样的:
找到(1,3)的时候,判断出row trx_id=101,比高水位大,处于红色区域,不可见;
接着,找到上一个历史版本,一看row trx_id=102,比高水位大,处于红色区域,不可见;
再往前找,终于找到了(1,1),它的row trx_id=90,比低水位小,处于绿色区域,可见。所以,k=1;
这样执行下来,虽然期间这一行数据被修改过,但是事务A不论在什么时候查询,看到这行数据的结果都是一致的,所以我们称之为一致性读。
方法二:
一个数据版本,对于一个事务视图来说,除了自己的更新总是可见以外,有三种情况:
a.版本未提交,不可见;
b.版本已提交,但是是在视图创建后提交的,不可见;
c.版本已提交,而且是在视图创建前提交的,可见。
所以,根据这个规则判断图的查询结果,事务A的查询语句的视图数组是在事务A启动的时候生成的,这时候:
(1,3)还没提交,属于情况1,不可见;
(1,2)虽然提交了,但是是在视图数组创建之后提交的,属于情况2,不可见;
(1,1)是在视图数组创建之前提交的,可见。所以。k=1。
注意:更新数据(update)都是先读后写的,而这个读,只能读当前的值,称为“当前读”(current read)。(同时,select语句如果加锁,也是当前读。)也就是说,在更新数据语句之前,添加了一条查询语句,而且这条查询语句直接查询的是当前的值,不管能否可见。所以,事务B得到的k=3,而不是2。
六、事务的可重复读的能力的实现方法:
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。而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:
a.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;
b.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。
c.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;
d.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;