InnoDB 事务

InnoDB 事务 #

MySQL中，事务功能主要是由 InnoDB 存储引擎来实现的

InnoDB 事务特性（ACID）及实现 #

原子性（Atomicity） #

事务内的操作要么全部成功，要么全部失败

通过Undo Log实现原子性
Undo Log 记录事务操作的反操作，或者说记录了每个操作前的数据，当事务需要回滚时，可以根据Undo Log恢复数据。
从而实现事务内的操作要么全部执行，要么都不执行

一致性（Consistency） #

事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态
依赖于原子性和隔离性的实现，还依赖于数据库自身的完整性约束(如外键、CHECK 约束等)和应用程序的正确逻辑

持久性（Durability） #

一个事务一旦被提交了，那么对数据库中的数据的改变就是永久性的，即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作
通过数据写入磁盘，以及Redo Log记录写入内存未写入磁盘的操作，在系统崩溃恢复时写入磁盘。保证持久性
Redo Log本身在磁盘顺序写入，速度很快

隔离性（Isolation） #

多个并发事务之间要相互隔离。对于任意两个并发的事务T1和T2，在事务T1看来，T2要么在T1开始之前就已经结束，要么在T1结束之后才开始

通过MVCC和锁机制实现隔离性

先说明MVCC隔离性实现原理，锁机制放在锁的篇章中

MVCC #

innodb通过ReadView快照和版本链实现MVCC

ReadView 快照 #

Readview是代码中的对象，主要有如下属性：

  • m_ids: 生成ReadView时当前系统中活跃的读写事务的事务id列表（未提交的事务）
  • min_trx_id: 生成ReadView时当前系统中活跃的读写事务的最小事务id m_ids的最小值（最早的未提交事务）
  • max_trx_id: 生成ReadView时系统应该分配给下一个事务的id值（下一个事务）
  • creator_trx_id: 生成该ReadView的事务的id（所属事务）

版本链 #

在Innodb中，以最新记录和 undo log 中的历史记录形成了版本链
Innodb的每行数据，都有两个隐藏字段：事务ID和回滚指针

  • 事务ID代表这行数据由哪个事务最后更新，回滚指针指向Undo Log中这行数据的上一个版本
  • Undo Log中记录了数据的每个版本，同样也携带着修改成该版本的事务ID和指向上一个版本的回滚指针
  • 每行最新的数据，以及Undo Log中的历史版本中的数据，的回滚指针们形成了一条链表，即版本链
  • 事务的每个修改，不论是否已经提交，都会被记录在版本链上

MySQL 中有专门的 Purge 线程，会定期检查 Undo Log，删除那些已经不再需要的记录
Purge 操作会遍历 Undo Log 链表，找到那些没有被任何活动事务引用的节点，并将其从磁盘上删除，释放空间

以可重复读为例说明MVCC的实现 #

在事务隔离级别为可重复读情况下，执行select前，会先生成ReadView
通过ReadView在版本链中进行比较，可知版本链上的哪些数据是可以被自己访问的
trx_id是该行的版本链上某个版本的事务ID

  • trx_id == creator_trx_id Readview自己修改的数据，可以访问
  • trx_id < min_trx_id Readview创建之前的已提交数据，可以访问
  • trx_id > max_trx_id 创建在Readview事务之后的数据，不可访问
  • min_trx_id <= trx_id <= max_trx_id Readview创建时尚未提交的数据，不可访问

所以：通过ReadView的事务信息，以及版本链上数据的事务信息，以及事务ID的全局自增，可以得知当前事务可以访问哪些数据！

对可重复读而言，仅在第一次select时生成ReadView即可
此后每次查询，访问到的数据都是以该ReadView为基准
从而每次要么访问到自己的最新修改，要么一直是生成当时的最新提交数据，不会变化
同理可看其他事务级别：

  • 读已提交： 每次select都会生成ReadView，新的ReadView可以访问新提交的数据
    于是每次select都可以访问到最新的提交数据，或者是自己的修改数据
  • 读未提交： 每次直接访问最新的版本链数据，不关心是否提交，不需要MVCC
  • 串行化： 通过加锁互斥访问，不需要MVCC

对MVCC的误读 #

并非所有增删改查都使用快照读
实际上只有select 使用MVCC快照读
但update insert delete都是当前读！
在 MySQL 的可重复读隔离级别下，UPDATE、DELETE、INSERT操作隐式使用当前读，并通过加锁（行锁、间隙锁或表锁）保证数据一致性和防止幻读

2025-05-25